JP2011061977A - Driver, image acquisition device, electronic apparatus and control method of driver - Google Patents

Driver, image acquisition device, electronic apparatus and control method of driver Download PDF

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等 川村
Masaru Hasuda
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of errors, at a position of a lens holder after being moved. <P>SOLUTION: A driver 150 is provided with: a piezoelectric element 50 expanded and contracted in accordance with a drive voltage; a transmission shaft 51 receiving vibration occurring in the piezoelectric element 50; a housing 20 with which the transmission shaft 51 is engaged in a state where the transmission shaft 51 is slidable; a lens holder 31 which holds at least one lens and is displaced with respect to the housing 20, in synchronizing with the piezoelectric element 50 and the transmission shaft 51; and a drive voltage generating circuit 82 supplying drive voltage to the piezoelectric element 50. The drive voltage generating circuit 82 supplies the drive voltage to the piezoelectric element 50, based on switching pulses which are intermittently generated during at least first and second periods. The switching pulse is changed from the first period to the second period without being temporally divided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、駆動装置、画像取得装置、電子機器、及び駆動装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a drive device, an image acquisition device, an electronic apparatus, and a drive device control method.

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。   In recent years, imaging devices such as cameras have been incorporated into a wide variety of products. When a camera is mounted on a small electronic device such as a mobile phone or a notebook computer, it is strongly required to reduce the size of the camera itself.

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。   An autofocus lens may be incorporated in the camera. In this case, downsizing of the actuator that displaces the lens is strongly desired. As a small actuator, one that moves a moving object by driving a piezoelectric element is known.

特許文献1には、駆動時の振動を抑制することができ、信頼性の高い光学素子送り装置が開示されている。具体的には、駆動制御部は、駆動終わり付近の駆動速度をそれより前の駆動速度よりも遅くすることが開示されている。   Patent Document 1 discloses an optical element feeding device that can suppress vibration during driving and has high reliability. Specifically, it is disclosed that the drive control unit makes the drive speed near the end of driving slower than the previous drive speed.

特開2009−4014号公報JP 2009-4014 A

ところで、特に、レンズホルダ、ピエゾ素子、及び伝達軸が同調して変位するタイプのアクチュエータにおいては、レンズホルダの移動開始時、レンズホルダの移動量にロスが生じてしまう場合がある。具体的には、図32に示すように、所定の駆動条件にてレンズホルダの駆動を開始すると、移動開始時にレンズホルダが十分に変位せず、移動ロスが生じてしまう場合がある。なお、移動中のレンズホルダを精度良く停止させることも容易ではなく、レンズホルダの移動停止時にも、レンズホルダの移動量にロスが生じてしまう場合がある。   By the way, in particular, in the type of actuator in which the lens holder, the piezoelectric element, and the transmission shaft are displaced in synchronization, there may be a loss in the amount of movement of the lens holder when the movement of the lens holder is started. Specifically, as shown in FIG. 32, when driving of the lens holder is started under a predetermined driving condition, the lens holder may not be sufficiently displaced at the start of movement, and movement loss may occur. It is not easy to stop the moving lens holder with high accuracy, and there may be a loss in the amount of movement of the lens holder even when the movement of the lens holder is stopped.

所望の位置、例えば、合焦位置までレンズホルダを移動させる場合、一回の移動指示では、レンズホルダが合焦位置を通り過ぎたり、合焦位置まで到達しなかったりしてしまう場合がある。この場合、何度かレンズホルダの移動制御を実行することが必要になる。レンズホルダの位置を初期化しないかぎり、レンズホルダの移動指示の回数が増加するに従って、上述の理由によって、レンズホルダの現在位置に含まれる誤差は増大してしまう。   When the lens holder is moved to a desired position, for example, a focus position, the lens holder may pass the focus position or may not reach the focus position with a single movement instruction. In this case, it is necessary to execute movement control of the lens holder several times. Unless the position of the lens holder is initialized, the error included in the current position of the lens holder increases due to the above-described reason as the number of movement instructions of the lens holder increases.

所望の位置に対してレンズホルダを配置するためには、所望の位置に近接するに従ってレンズホルダの移動速度を低速化させ、フィードバック制御によりレンズホルダの位置を適切に制御することが考えられる。しかしながら、レンズホルダの移動速度を変更する際にレンズホルダが停止してしまうと、上述の理由によって、やはりレンズホルダの現在位置には誤差が生じてしまうことになる。   In order to arrange the lens holder with respect to a desired position, it is conceivable that the moving speed of the lens holder is reduced as it approaches the desired position, and the position of the lens holder is appropriately controlled by feedback control. However, if the lens holder stops when changing the moving speed of the lens holder, an error will still occur in the current position of the lens holder for the reasons described above.

レンズホルダの現在位置に含まれる誤差が増大してしまうと、レンズホルダを合焦位置に移動させることに時間を要し、ひいては、このアクチュエータが組み込まれたカメラモジュールの性能が劣化してしまうおそれがある。   If the error included in the current position of the lens holder increases, it may take time to move the lens holder to the in-focus position, and the performance of the camera module incorporating this actuator may deteriorate. There is.

上述の説明から明らかなように、移動後のレンズ保持体の位置に誤差が生じることを抑制することが強く求められている。特に、速度変更を伴って移動した後のレンズ保持体の位置に誤差が生じることを抑制することが強く求められている。本発明は、移動後のレンズ保持体の位置に誤差が生じることを抑制することを目的とする。   As is clear from the above description, there is a strong demand to suppress the occurrence of errors in the position of the lens holder after movement. In particular, there is a strong demand to suppress the occurrence of errors in the position of the lens holder after moving with a speed change. An object of the present invention is to suppress occurrence of an error in the position of the lens holder after movement.

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、前記駆動軸が摺動可能な状態で、前記駆動軸が係合された固定側部材と、少なくとも1つのレンズを保持すると共に、前記圧電素子及び前記駆動軸に同調して前記固定側部材に対して変位するレンズ保持体と、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、を備える駆動装置であって、前記駆動電圧供給部は、少なくとも第1及び第2周期で間欠的に生成されるスイッチングパルスに基づいて前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給し、前記スイッチングパルスは、時間的に分断されることなく第1周期から第2周期へ変更される。   In the driving device according to the present invention, a piezoelectric element that expands and contracts in accordance with a driving voltage, a driving shaft that receives vibration generated by the piezoelectric element, and the driving shaft that is slidable are engaged with each other. A fixed-side member, a lens holding body that holds at least one lens and is displaced relative to the fixed-side member in synchronization with the piezoelectric element and the drive shaft, and supplies the drive voltage to the piezoelectric element A driving voltage supply unit, wherein the driving voltage supply unit applies the driving voltage to the piezoelectric element based on switching pulses generated intermittently at least in the first and second periods. The switching pulse is changed from the first period to the second period without being divided in time.

スイッチングパルスは、少なくとも第1及び第2周期で間欠的に供給されると共に、時間的に分断されることなく第1周期から第2周期へ変更される。従って、移動対象物であるレンズ保持体は、時間的に分断されることなく速度変更され、かつ、時間的に分断されることなく所望の方向への移動を継続する。レンズ保持体が停止状態になることを極力避けることによって、レンズ保持体の位置に誤差が生じることを効果的に抑制することができる。   The switching pulse is intermittently supplied at least in the first and second periods, and is changed from the first period to the second period without being divided in time. Therefore, the speed of the lens holder, which is a moving object, is changed without being divided in time, and continues to move in a desired direction without being divided in time. By avoiding the lens holder from being stopped as much as possible, it is possible to effectively suppress an error in the position of the lens holder.

前記駆動電圧は、第1及び第2電圧レベル間を振幅する、と良い。   The drive voltage preferably oscillates between the first and second voltage levels.

前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に短い時間に前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して変位し、前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に長い時間かけて前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して実質的に変位しない、と良い。   When the driving voltage swings between the first and second voltage levels in a relatively short time, the lens holder is displaced with respect to the fixed side member, and the first and second voltage levels are relative to each other. When the driving voltage is amplified over a long period of time, it is preferable that the lens holder is not substantially displaced with respect to the fixed side member.

前記駆動電圧供給部は、前記スイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、前記スイッチングパルスに応じて動作状態が決定される複数のスイッチング素子を含む駆動電圧生成部と、を備える、と良い。   The drive voltage supply unit may include a switching pulse generation unit that generates the switching pulse, and a drive voltage generation unit that includes a plurality of switching elements whose operation states are determined according to the switching pulse.

前記駆動電圧供給部の動作状態を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、目標位置に近づくに従って前記レンズ保持体が徐々に減速するように、前記駆動電圧供給部を制御する、と良い。   The apparatus may further include a control unit that controls an operation state of the drive voltage supply unit, and the control unit controls the drive voltage supply unit so that the lens holder gradually decelerates as the target position is approached. .

本発明に係る画像取得装置は、上記いずれか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。   An image acquisition apparatus according to the present invention includes any one of the driving apparatuses described above and an imaging unit that captures an image input via the lens.

本発明に係る電子機器は、上記の画像取得装置を備える。   An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described image acquisition device.

本発明に係る駆動装置の制御方法は、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、前記駆動軸が摺動可能な状態で、前記駆動軸が係合された固定側部材と、少なくとも1つのレンズを保持すると共に、前記圧電素子及び前記駆動軸に同調して前記固定側部材に対して変位するレンズ保持体と、前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給する駆動電圧供給部とを備える駆動装置の制御方法であって、少なくとも第1及び第2周期で間欠的にスイッチングパルスを供給するステップと、供給される前記スイッチングパルスに基づいて前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給するステップと、時間的な間隔を設けずに前記スイッチングパルスの周期を第1周期から第2周期へ変更するステップと、を備える。   The control method of the drive device according to the present invention includes a piezoelectric element that expands and contracts according to a drive voltage, a drive shaft that receives vibration generated by the piezoelectric element, and the drive shaft that is slidable. A fixed holding member, a lens holding member that holds at least one lens and is displaced with respect to the fixed side member in synchronization with the piezoelectric element and the drive shaft; and the drive for the piezoelectric element. A method of controlling a driving device comprising a driving voltage supply unit for supplying a voltage, the step of supplying a switching pulse intermittently at least in first and second cycles, and the piezoelectric based on the supplied switching pulse Supplying the driving voltage to the element, and changing the period of the switching pulse from the first period to the second period without providing a time interval. .

第1及び第2電圧レベル間を相対的に短い時間に前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して変位し、前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に長い時間かけて前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して実質的に変位しない、と良い。   When the driving voltage swings between the first and second voltage levels in a relatively short time, the lens holding body is displaced with respect to the fixed-side member, and the relative between the first and second voltage levels. When the driving voltage is amplified over a long period of time, the lens holding member is preferably not displaced with respect to the stationary member.

本発明によれば、移動後のレンズ保持体の位置に誤差が生じることを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress an error from occurring in the position of the lens holder after movement.

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。1 is a schematic exploded perspective view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic perspective view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of an imaging module concerning a 1st embodiment of the present invention. 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。It is a schematic perspective view of the housing | casing which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。1 is a schematic perspective view of a lens unit according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a schematic exploded perspective view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic perspective view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic perspective view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic side view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic perspective view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic top view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。1 is a schematic side view of a lens unit according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic cross-sectional schematic diagram of a lens unit according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a schematic perspective view which shows the attachment method of the shaft holding part with respect to the housing | casing which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is a schematic partial top view of the camera module which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。1 is a schematic top view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic cross-sectional schematic diagram of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic cross-sectional schematic diagram of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 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。1 is a schematic diagram of a mobile phone according to a first embodiment of the present invention. 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。It is a schematic block diagram which shows the structure of the drive part for driving the drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動電圧生成回路の概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a drive voltage generation circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動電圧生成回路の動作を説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating operation | movement of the drive voltage generation circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る各波形とレンズの移動状態との関係を示す概略的なタイミングチャートである。It is a schematic timing chart which shows the relationship between each waveform which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the movement state of a lens. 本発明の第1実施形態に係るピエゾ素子の伸縮とレンズホルダの変位との関係を示す概略的な説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the relationship between expansion / contraction of the piezoelectric element which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the displacement of a lens holder. 本発明の第1実施形態に係るスイッチングパルスのデューティー比の調整がレンズホルダの変位に与える影響を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the influence which adjustment of the duty ratio of the switching pulse which concerns on 1st Embodiment of this invention has on the displacement of a lens holder. 本発明の第1実施形態に係るアクチュエータの動作状態を評価した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having evaluated the operation state of the actuator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るレンズホルダの移動速度の変更を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the moving speed of the lens holder which concerns on 1st Embodiment of this invention. 比較例に係るレンズホルダの移動速度の変更を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the moving speed of the lens holder which concerns on a comparative example. 比較例に係るカメラモジュールを示す概略図である。It is the schematic which shows the camera module which concerns on a comparative example. 比較例に係るアクチュエータの動作状態を評価した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having evaluated the operation state of the actuator which concerns on a comparative example. アクチュエータのタイプ毎のレンズ移動特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the lens movement characteristic for every type of actuator. レンズホルダの移動開始時の動作ロスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation | movement loss at the time of the movement start of a lens holder.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. The same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Words indicating directions such as up, down, left, and right are used on the assumption that the drawing is viewed from the front.

〔第1実施形態〕
以下、図1乃至図31を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

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。   As shown in FIGS. 1 and 2, a camera module (image acquisition device) 150 includes a wiring board 10, a connector 11, an imaging module 12, a housing (envelope) 20, a lens unit (lens component) 30, and a lid. 60 (envelope). As shown in FIG. 3, the imaging module 12 includes a transparent substrate 13a and an image sensor (imaging device, imaging means) 13b. An imaging region 13c is arranged on the upper surface of the image sensor 13b.

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17参照)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。   As shown in FIG. 1, a connector 11 is disposed at one end of the wiring board 10. An imaging module 12 is disposed at the other end of the wiring board 10. On the imaging module 12, the housing 20, the lens unit 30, and the lid 60 are arranged in this order. The housing 20 functions as a stationary member that does not move when viewed from the lenses L1 to L3 (see FIG. 17) that are moving objects. Similarly, the lid 60, the imaging module 12, and the wiring board 10 also function as fixed-side members.

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。   The wiring board 10 is a flexible sheet-like wiring board. The wiring board 10 functions as a transmission path for a control signal input to the image sensor 13b and a video signal output from the image sensor 13b. The wiring board 10 functions as a transmission path for driving voltage input to the piezo element 50.

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。   The connector 11 is a part for electrically and mechanically connecting the camera module 150 to the main device.

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。   As described above, the imaging module 12 includes the transparent substrate 13a and the image sensor 13b.

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。   The transparent substrate 13a is a plate-like member that is substantially transparent to input light. The top view shape of the transparent substrate 13a is a square. The image sensor 13b is bump-connected to the back surface of the transparent substrate 13a.

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。   The image sensor 13b is a general solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor. The imaging region 13c of the image sensor 13b has a plurality of pixels arranged in a matrix on the XZ plane. Each pixel accumulates electric charge according to the amount of input light by photoelectric conversion. The electric charge accumulated in each pixel is read from each pixel by transfer control and supplied to the subsequent circuit.

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。   The housing 20 is mounted on the wiring board 10. The housing 20 stores the imaging module 12 in the lower space, and stores the lens unit 30 in the upper space. By adopting the housing 20, the camera function can be modularized. The lower end surface of the housing 20 is fixed to the wiring substrate 10 with a black adhesive. Thereby, it is possible to suppress the entry of extraneous light into the housing 20. The housing 20 is manufactured by molding a black resin, for example.

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。   The lid 60 is attached to the housing 20. As a result, the lens unit 30 is confined in the housing 20. The lid 60 is preferably attached to the housing 20 by screws. The lid 60 can be attached to and detached from the housing 20 by fixing the lid 60 to the housing 20 with screws instead of adhesively fixing. As a result, it is possible to remove the cause of the failure of the camera module 150 determined to be defective in the operation test after the test. For example, the yield of the camera module can be improved by removing dust that has entered the imaging surface of the image sensor 13b after the operation test. The lid 60 is manufactured by molding a resin, for example.

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。   As shown in FIG. 4, the housing 20 includes a side wall (side wall part) 21, a partition wall (partition wall part) 22, a beam part 23, a beam part 24, a rail (guide part) 25, a pedestal (base part) 26, and a hole part. 27, a guide post 28, and an outlet 29.

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が設けられている。   The side wall 21 is a cylindrical portion having a square shape in a top view in which the side walls 21a to 21d are continuous. The wall thickness of the side wall 21 is set to 0.3 mm to 0.6 mm. The partition wall 22 is a plate-like portion extending inward from the side wall 21. The wall thickness of the partition wall 22 is set to 0.3 mm to 0.6 mm similarly to the side wall 21. By the partition wall 22, a storage space for the lens unit 30 and a storage space for the imaging module 12 are formed in the housing 20. The partition wall 22 is provided with an opening OP2 for optically connecting the upper and lower storage spaces.

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。   The partition wall 22 is provided with a pedestal 26 on which a later-described shaft holding portion 40 (see FIGS. 5 and 6) is placed. The base 26 is provided with a hole 27. The hole 27 is disposed closer to the side wall 21 than the opening OP2. The hole 27 a is provided near the end of the side wall 21. The hole 27b is provided in the vicinity of the inner corner between the side wall 21a and the side wall 21d.

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。   In order to increase the strength of the side wall 21, a beam portion 23 is provided at an inner corner between the side wall 21a and the side wall 21b. The beam portion 23 includes an end portion 23a, a flat plate portion 23b, and an end portion 23c. When viewed from the flat plate portion 23b, the end portion 23a extends toward the side wall 21a and is connected to the side wall 21a. When viewed from the flat plate portion 23b, the end portion 23c extends toward the side wall 21b and is connected to the side wall 21b. The beam portion 23 is connected to the upper surface of the partition wall 22. A space is formed between the beam portion 23 and the side walls 21a and 21b.

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。   In order to increase the strength of the side wall 21, a beam portion 24 is provided at an inner corner between the side wall 21c and the side wall 21d. The beam portion 24 has a base portion 24a, a trunk portion 24b, and an end portion 24c.

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。   The base end of the base 24a is connected to the side wall 21c. The distal end of the base portion 24a is connected to the proximal end of the body portion 24b. The base 24a extends in a direction away from the side wall 21c. The body portion 24 b extends along the outer periphery of the lens unit 30. Similarly, the end portion 24 c extends along the outer periphery of the lens unit 30. The trunk | drum 24b is thicker than the base 24a and the edge part 24c. As a result, when the casing 20 is molded, the casing 20 can be easily detached from the mold by an extrusion pin or the like. The beam portion 24 is connected to the partition wall 22. A space is formed between the beam portion 24 and the side walls 21c and 21d.

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。   The rail 25 is disposed at a corner between the side wall 21b and the side wall 21c. The rail 25 is a columnar body extending along the side wall 21. The movement of the lens unit 30 is stabilized by the rail 25.

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。   Guide pillars (wiring guide portions) 28 are provided inside the side wall 21d. The guide column 28 is a columnar body extending along the side wall 21d. The wiring is positioned between the guide column 28 and the side wall 21d. The guide pillar 28 is a member for positioning the wiring drawn in the housing 20.

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。   An outlet 29 is provided in the side wall 21c. The wiring in the housing 20 is routed between the guide pillar 28 and the side wall 21d, between the beam portion 24 and the side wall 21d, between the beam portion 24 and the side wall 21c, and is drawn out of the housing 20 through the outlet 29. This is connected to the wiring board 10.

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。   As shown in FIG. 5, the lens unit 30 includes a lens holder (lens holder) 31, a piezo element (piezoelectric element) 50, a transmission shaft (drive shaft) 51, and a shaft holder 40.

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17参照)。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。   The lens holder 31 is a cylindrical member and holds the lenses L1 to L4 (see FIG. 17). An opening OP <b> 1 is formed in the upper plate portion of the lens holder 31. The upper plate portion of the lens holder 31 functions as an optical stop. On the outer periphery of the lens holder 31, a connecting portion 32 to which the transmission shaft 51 is connected is provided. The connecting portion 32 includes support plates 32 a and 32 b that fix and support the transmission shaft 51. Note that the lens unit 30 may be grasped without including the shaft holding unit 40.

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〜L3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〜L3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。   The lens unit 30 is movable along the y axis (axis line that coincides with the optical axis of the lenses L1 to L3) in accordance with the driving of the piezo element 50. However, the shaft holding unit 40 is fixed to the housing 20 and does not move in accordance with the driving of the piezo element 50. By adjusting the arrangement height of the lenses L1 to L3 with respect to the imaging surface of the image sensor 13b, a subject image can be formed on the imaging surface of the image sensor 13b as intended.

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。   The piezo element 50 and the transmission shaft 51 are fixed to each other via an adhesive. The transmission shaft 51 is connected to the lens holder 31 via the connecting portion 32. Specifically, the transmission shaft 51 is press-fitted into the openings of the support plates 32 a and 32 b of the connecting portion 32.

ピエゾ素子50を筐体20に対して固定する場合、筐体20の平坦面に対してピエゾ素子50が傾斜して配置されてしまう場合がある。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を固定し、レンズホルダ31に対して伝達軸51を介してピエゾ素子50を固定する。従って、筐体20に対するピエゾ素子50及び伝達軸51の配置誤差が問題となることはない。   When the piezo element 50 is fixed to the housing 20, the piezo element 50 may be disposed to be inclined with respect to the flat surface of the housing 20. The same applies to the case where the transmission shaft 51 is fixed to the housing 20. In the present embodiment, the transmission shaft 51 is fixed to the lens holder 31, and the piezo element 50 is fixed to the lens holder 31 via the transmission shaft 51. Therefore, the placement error of the piezo element 50 and the transmission shaft 51 with respect to the housing 20 does not become a problem.

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。   The lens holder 31, the piezo element 50, and the transmission shaft 51 are fixed in relative positional relationship, and are movable relative to the shaft holding portion 40 that functions as a fixed-side member.

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。   The piezo element 50 is a general piezoelectric element in which ceramic layers (piezoelectric layers) are laminated. The side surfaces of the piezo element 50 function as a pair of electrode terminals. For example, when one electrode terminal is grounded and a driving voltage is applied to the other electrode terminal, the piezo element 50 expands and contracts in the Y-axis direction.

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。ピエゾ素子50と伝達軸51を連結させる方法は任意であり、伝達軸51とピエゾ素子50とを嵌め合いにより互いに連結させても良い。   The transmission shaft 51 is a rod-like body whose longitudinal direction is the y-axis direction. The transmission shaft 51 is fixed to the upper surface of the piezo element 50 via an adhesive. Note that the transmission shaft 51 may be fixed to the piezo element 50 by a method other than an adhesive. The method of connecting the piezo element 50 and the transmission shaft 51 is arbitrary, and the transmission shaft 51 and the piezo element 50 may be connected to each other by fitting.

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。   The transmission shaft 51 transmits the vibration generated in the piezo element 50 to the shaft holding unit 40. The shaft holding part 40 holds the transmission shaft 51 in a slidable state and is fixed to the housing 20. Accordingly, the vibration generated in the piezo element 50 causes the piezo element 50, the transmission shaft 51, and the lens holder 31 to be displaced with respect to the housing 20 and the shaft holding unit 40.

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。   The transmission shaft 51 is desirably lightweight and highly rigid. The transmission shaft 51 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less. More preferably, the transmission shaft 51 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 20 GPa or more. More preferably, the transmission shaft 51 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 30 GPa or more. Thereby, the resonance frequency can be shifted to the high frequency side, and a continuous usable frequency band can be obtained.

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。   The transmission shaft 51 is preferably molded from glassy carbon, fiber reinforced resin, or epoxy resin. Particularly preferred are glassy carbon composites containing graphite, fiber reinforced resins and glass containing carbon, and epoxy resin composites containing carbon.

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。   A rail receiving portion 35 is provided on the outer peripheral surface of the lens holder 31. The rail receiving portion 35 receives the rail 25 provided in the housing 20. By fitting the rail receiving portion 35 to the rail 25, the movement of the lens holder 31 is stabilized.

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。   On the outer peripheral surface of the lens holder 31, support plates 32a and 32b extending outward are disposed at a predetermined interval in the y-axis direction. The support plates 32a and 32b are formed with openings into which the transmission shaft 51 is inserted. The support plates 32a and 32b may be separated from the lens holder 31.

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。   The support plate 32a fixedly supports the transmission shaft 51. The opening formed in the support plate 32 a is slightly narrower than the diameter of the transmission shaft 51. The transmission shaft 51 can be fixed to the support plate 32a by fitting the transmission shaft 51 by applying pressure to the opening formed in the support plate 32a. The hole diameter of the support plate 32b is the same as that of the support plate 32a.

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。   By adopting the above-described configuration, the transmission shaft 51 can be tightly held by the support plates 32a and 32b. In other words, the degree of vibration transmission between the transmission shaft 51 and the support plates 32a and 32b can be increased. In this way, the lens holder 31 can be displaced efficiently.

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。   When adopting a method other than press-fitting, the same effect as described above can be obtained by appropriately selecting an adhesive. For example, it is preferable to employ a thermosetting epoxy adhesive.

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。   A shaft holding portion 40 is disposed between the support plates 32a and 32b. These assembling methods are arbitrary. For example, the transmission shaft 51 is inserted into these members in a state where the shaft holding portion 40 is disposed between the support plates 32a and 32b.

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。   By disposing the shaft holder 40 between the support plates 32a and 32b, the movement range of the lens holder 31 can be regulated. However, the transmission shaft 51 may be supported by one of the support plate 32a and the support plate 32b without being limited to such two-point support.

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。   The shaft holding part 40 holds the transmission shaft 51 in a slidable state along the y axis. The shaft holding part 40 and the transmission shaft 51 are in frictional engagement with each other. The configuration of the shaft holder 40 will be described later.

上述のように、レンズホルダ31は、レンズL1〜L3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と比較して、高い位置精度が要求されるレンズである。   As described above, the lens holder 31 holds the lenses L1 to L3. The lens L1 is disposed in the lens holder 31 through an alignment process. The lens L2 and the lens L3 are arranged in the lens holder 31 without undergoing the alignment process. That is, the lens L1 is a lens that requires higher positional accuracy than the lenses L2 and L3.

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。例えば、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〜L3を組み入れても良い。   The method of incorporating the lenses L1 to L3 into the lens holder 31 is arbitrary. For example, the lens L3 and the lens L2 are laminated in this order, the lens L1 is aligned on the lens L2, the lens L3, the lens L2, and the lens L1 are bonded and fixed, and then the laminated body of the lenses L1 to L3. Is preferably press-fitted into the lens holder 31. The lenses L1 to L3 may be incorporated into the lens holder 31 by a method other than press fitting.

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。   The configuration of the shaft holding unit 40 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, the shaft holding portion 40 includes a main body portion 41, a presser plate (plate member) 42, a spring (elastic body) 43, and a presser plate (plate member) 44. In the direction away from the transmission shaft 51, the presser plate 42, the spring 43, and the presser plate 44 are arranged in this order.

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。   In the main body 41, a space 41a and a space 41b are formed. The space 41 a houses the presser plate 42 and the spring 43. The space 41 b accommodates the presser plate 44. Moreover, the main-body part 41 has the convex parts 45a and 45b.

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。   The presser plate 42 is a plate-like member having a left end portion 42a, a body portion 42b, and a right end portion 42c. The spring 43 is a general coil spring. The presser plate 44 is a rectangular plate member.

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。   The presser plate 42, the spring 43, and the presser plate 44 are sequentially pushed into the space formed in the main body 41. The presser plate 42 and the spring 43 are accommodated in a space 41 a formed in the main body 41. The presser plate 44 is accommodated in a space 41 b formed in the main body 41.

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。   The presser plate 42, the spring 43, and the presser plate 44 are positioned by bonding and fixing the presser plate 44 to the main body 41. Specifically, the spring 43 is confined in the space of the main body 41 by the presser plate 44 and biases the holding plate 42 toward the transmission shaft 51. The presser plate 42 is urged toward the transmission shaft 51 by a spring 43. The transmission shaft 51 is urged inward by the spring 43 through the presser plate 42 and is held between the main body 41 and the presser plate 42. In other words, the transmission shaft 51 and the shaft holding portion 40 are in frictional engagement with each other.

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。   By reducing the width along the y-axis of the end portion of the presser plate 42, the vertical displacement of the presser plate 42 inside the main body 41 while suppressing the width along the y-axis of the main body 41 from being increased. Can be regulated. By suppressing the height (width along the y-axis) of the main body portion 41, a sufficient movement range of the lens unit 30 can be ensured.

押え板42は、好ましくは、金属材料からなる。例えば、亜鉛合金、アルミ合金等の金属材料で、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。   The holding plate 42 is preferably made of a metal material. For example, the holding plate 42 may be formed of a metal material such as a zinc alloy or an aluminum alloy. Accordingly, it is possible to effectively suppress the generation of wear powder from the press plate 42 due to friction between the transmission shaft 51 and the press plate 42.

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。   The diameter of the spring 43 is substantially the same as or slightly smaller than the width of the presser plate 42. The specific configuration of the spring 43 is arbitrary, and other types of elastic bodies (plate springs, resin rubber, etc.) may be used. The main body 41 is manufactured by molding a resin with a mold. For example, the holding plates 42 and 44 are manufactured by press molding of a metal plate or a resin plate.

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。   The main body 41 is preferably made of a metal material. When the main body 41 is made of resin, wear powder may be generated due to friction with the transmission shaft 51. In order to avoid the occurrence of such a problem, here, the main body 41 is manufactured by forming a zinc alloy. In addition, you may employ | adopt not only a zinc alloy but an aluminum alloy and another metal material.

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よりも小さい。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。   As shown in FIGS. 8 to 10, the shaft holding portion 40 has a thin portion 41p and a thick portion 41q. The thickness (width along the y axis) TH1 of the thin portion 41p is smaller than the thickness (width along the y axis) TH2 of the thick portion 41q. The shaft holding part 40 holds the transmission shaft 51 at the thin part 41p, and is fixed to the housing 20 at the thick part 41q. By adopting this configuration, it is possible to stably fix the shaft holding portion 40 to the housing 20 while sufficiently securing the movement range of the lens unit 30.

薄肉部41pには、伝達軸51が挿通される開口OP10が設けられている。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。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。   The thin portion 41p is provided with an opening OP10 through which the transmission shaft 51 is inserted. The thin wall portion 41p is provided with a guide groove 41g for fitting the end portions 42a and 42c of the presser plate 42 and guiding the movement of the presser plate 42. The convex portions 45a and 45b described above are provided on the lower surface of the thick portion 41q. A side wall 41r provided corresponding to the side wall 21 of the housing 20 is provided on the upper surface of the thick portion 41q. When the shaft holding portion 40 is fixed to the housing 20, the side wall 21 of the housing 20 and the side wall 41 r of the shaft holding portion 40 are continuous, thereby stabilizing the fixing of the lid 60 to the housing 20. Invasion of dust from the outside to the inside of the body 20 can be effectively suppressed.

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。   As shown in FIG. 11, projecting portions 47a and 47b projecting toward the transmission shaft 51 are provided on the inner surface of the thin portion 41p where the opening OP10 is formed. Each protrusion 47a, 47b is formed by partially making the inner surface of the opening of the main body 41 a flat surface.

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。   The transmission shaft 51 is abutted and held at three points by the pressing plate 42, the protruding portion 47a, and the protruding portion 47b between the main body portion 41 and the pressing plate 42. Thereby, the transmission shaft 51 can be stably held. Note that the three contact points are at approximately equal intervals and are sequentially shifted by 120 degrees. Thereby, the transmission shaft 51 can be held more stably.

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。   FIG. 12 shows a side view of the lens unit 30, and FIG. 13 shows a schematic cross-sectional view of the lens unit 30.

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。   As shown in FIG. 13, the width along the axis Lx1 of the presser plate 44 is narrower than the width along the axis Lx1 of the presser plate 42. As a result, the spring 43 can be disposed at a position closer to the inner surface of the housing 20, and the camera module 150 can be downsized.

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。   The spring 43 biases the presser plate 42 in a direction (direction along the axis Lx2) that forms 90 degrees with respect to the arrangement direction (direction along the axis Lx1) of the transmission shaft 51 viewed from the lens holder 31. Thereby, the arrangement space of the shaft holding portion 40 can be effectively reduced, and the camera module 150 can be reduced in size. The angle formed by the axis Lx1 and the axis Lx2 is not limited to 90 degrees. The angle formed by the axis Lx1 and the axis Lx2 may be 45 to 135 degrees.

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、27b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。   As schematically shown in FIG. 14, the shaft holding unit 40 is attached to the housing 20. Holes 27 a and 27 b are provided on the upper surface (mounting surface) of the pedestal 26 provided in the partition wall 22 of the housing 20. Further, convex portions 45 a and 45 b are provided on the lower surface of the main body portion 41 of the shaft holding portion 40. The convex portion 45 a of the main body portion 41 is fitted into the hole portion 27 a of the partition wall 22. Similarly, the convex portion 45 b of the main body portion 41 is fitted into the hole portion 27 b of the partition wall 22. In the present embodiment, the shaft holding portion 40 can be positioned with high accuracy by surface contact between the lower surface of the main body portion 41 and the upper surface of the pedestal 26.

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間の空間に樹脂を注入することによって、筐体20に対して軸保持部40を固着させることができる。   The side wall 21 of the housing 20 is provided with a notch 21e. By injecting resin into the space between the housing 20 and the shaft holding portion 40, the shaft holding portion 40 can be fixed to the housing 20.

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。   In the present embodiment, the shaft holding portion 40 is placed on the partition wall 22 of the housing 20, and both are fixed by fitting the hole portion 27 and the convex portion 45. By adopting this configuration, it is possible to avoid the problem of warping of the side wall 21 that becomes a problem when the shaft holding portion 40 is fixed to the side wall 21 of the housing 20. This is because the partition wall 22 is a thin plate-like portion like the side wall 21, but has a shorter length than the side wall 21 and does not warp like the side wall 21.

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に対して軸保持部40を安定載置することが可能になる。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。   In the present embodiment, a pedestal 26 is provided for the partition wall 22, and the shaft holding portion 40 is fixed on the pedestal 26. By adopting this configuration, the shaft holding unit 40 can be stably placed on the housing 20 by surface contact between the upper surface of the base 26 and the surface of the shaft holding unit 40. By molding the upper surface of the base 26 with high accuracy and molding the mounting surface of the shaft holding portion 40 with high accuracy, the positional stability of the shaft holding portion 40 can be effectively increased.

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。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可能性は少ないためである。   In the present embodiment, the pedestal 26 is disposed in the vicinity of the side wall 21. Thereby, the stability of the shaft holder 40 can be effectively increased. This is because the partition wall 22 is connected to the side walls 21a and 21d in the vicinity of the corner of the housing 20, and the partition wall 22 is unlikely to be deformed such as warpage.

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に対して本体部41が嵌め込まれる。このようにして、筐体20の小型化を効果的に図ることができる。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。   As shown in FIG. 14, by attaching the shaft holding portion 40 to the housing 20, the main body portion 41 is fitted into the notch 21 e provided on the side wall 21 of the housing 20 as shown in FIG. 15. . In this way, the housing 20 can be effectively downsized. In addition, as shown in FIG. 15, by sticking the seal member 70 to the housing 20 and the shaft holding portion 40 from the outside of the housing 20, it is effective that dust enters the housing 20 from the outside. Can be suppressed. The seal member 70 is, for example, a flexible black tape.

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。   As shown in FIG. 15, the housing 20 has equal horizontal width and vertical width. That is, the width W1 = the width W2, and the top view shape of the housing 20 is a square shape. In this case, the optical axis of the lens is set near the intersection of the diagonal lines of the housing 20. Accordingly, the optical axis of the lens can be easily positioned by positioning the housing 20. In addition, according to the trial results of the inventors, the vertical width and the horizontal width of the housing 20 can be effectively reduced as compared with the conventional case by adopting the above-described shaft holding portion 40.

また、図11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。   Moreover, as shown in FIG. 11, the outlet 29 is provided in the corner adjacent to the corner of the housing 20 in which the shaft holding portion 40 is disposed. Thereby, the length of the lead wire drawn in the housing 20 can be effectively shortened.

図16乃至図18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16は、カメラモジュール150の上面図である。図17は、カメラモジュール150のx17−x17間の概略的な断面図である。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。   The configuration of the camera module 150 will be further described with reference to FIGS. 16 to 18. Note that FIG. 16 is a top view of the camera module 150. FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of the camera module 150 taken along x17-x17. FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of the camera module 150 taken along x18-x18.

図17及び図18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。   As shown in FIGS. 17 and 18, the height (width along the y-axis) of the stacked body of the piezoelectric element 50 and the transmission shaft 51 is equal to or less than the height of the lens holder 31 (width along the y-axis). Thereby, in order to ensure the movement range of the lens holder 31, it is possible to effectively suppress an increase in the height (width along the y-axis) of the housing 20. As a result, the camera module 150 can be reduced in height.

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に対して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。   The image sensor 13b is bump-mounted on the transparent substrate 13a. A plurality of solder bumps (not shown) are arranged between the transparent substrate 13a and the image sensor 13b. By forming solder bumps on the transparent substrate 13a and mounting the image sensor 13b thereon, the transparent substrate 13a and the image sensor 13b are laminated. A wiring pattern is formed in advance on the back surface of the transparent substrate 13a. In this way, the position between the image sensor 13b and the transparent substrate 13a is fixed, and electrical connection between the two is ensured. Note that the imaging surface of the image sensor 13b is disposed on the transparent substrate 13a side.

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。   The distance (separation distance) between the image sensor 13b and the transparent substrate 13a is determined by the size of the solder bump described above. By appropriately controlling the size of the solder bumps, it is possible to accurately position the image sensor 13b and the transparent substrate 13a. Further, since the positioning is performed by a plurality of solder bumps, the distance between the image sensor 13b and the transparent substrate 13a is averaged.

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。   The transparent substrate 13 a is bump-connected to the wiring substrate 10. That is, the transparent substrate 13a is fixed and electrically connected to the wiring substrate 10 via the solder bumps. In this way, the image sensor 13b is electrically connected to the wiring substrate 10 via the transparent substrate 13a.

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。   A space is secured between the image sensor 13 b and the wiring substrate 10 by the solder bumps between the transparent substrate 13 a and the wiring substrate 10. In other words, the solder bump between the transparent substrate 13 a and the wiring substrate 10 functions as a spacer for forming a space between the image sensor 13 b and the wiring substrate 10.

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。   Ribs (position restricting portions) are formed on the back side of the partition wall 22 that separates the upper space and the lower space of the housing 20. Thus, when the housing 20 is disposed on the transparent substrate 13a, the transparent substrate 13a can be pressed from above and the transparent substrate 13a can be suitably positioned.

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。   In order to appropriately position the transparent substrate 13a, ribs facing the side surfaces of the transparent substrate 13a may be formed in the housing 20. Accordingly, when the housing 20 is disposed on the transparent substrate 13a, the position of the transparent substrate 13a can be preferably regulated from the lateral direction, and the transparent substrate 13a can be suitably positioned. In addition, you may regulate the arrangement position of the transparent substrate 13a from the horizontal direction directly with the housing | casing 20, without providing such a rib.

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。   A reinforcing plate 15 is disposed under the wiring board 10. The reinforcing plate 15 is made of a resin material such as polyimide. The reinforcing plate 15 is black. By arranging the reinforcing plate 15, it is possible to suitably prevent the external light from entering the camera module 150. In addition, in order to further suppress the adverse effect of extraneous light, the black wiring board 10 is employed.

次に、図19乃至図20を参照して更に説明する。   Next, further description will be given with reference to FIGS.

カメラモジュール150は、図19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。   The camera module 150 is mounted in the mobile phone 90 shown in FIG. The mobile phone 90 has an upper body 91, a lower body 92, and a hinge 93. The upper main body 91 and the lower main body 92 are both plastic plate members and are connected via a hinge 93. The upper main body 91 and the lower main body 92 are configured to be freely opened and closed by a hinge 93. When the upper body 91 and the lower body 92 are closed, the mobile phone 90 is a flat plate member in which the upper body 91 and the lower body 92 are overlapped.

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情報等が表示される。表示部94の下には液晶表示装置が組み込まれている。   The upper main body 91 has a display unit 94 on the inner surface thereof. The display unit 94 displays information (name, telephone number) for identifying the called party, address information stored in the storage unit of the mobile phone 90, and the like. A liquid crystal display device is incorporated under the display unit 94.

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。   The lower main body 92 has a plurality of buttons 95 on its inner surface. The operator of the cellular phone 90 operates the button 95 to open the address book, make a call, set the manner mode, and operate the cellular phone 90 as intended. The operator of the mobile phone 90 activates the camera module 150 in the mobile phone 90 based on operating this button 95.

図20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20に示すように、画像取得部80の出力は、コントローラ(制御部)81に接続される。コントローラ81の出力は、駆動電圧生成回路(駆動電圧供給部)82に接続される。駆動電圧生成回路82の出力は、振動源83に接続される。なお、画像取得部80は、上述のイメージセンサ13bに等しい。振動源83は、上述のピエゾ素子50に等しい。   With reference to FIG. 20, the system configuration (configuration of the actuator drive unit) for operating the camera module 150 will be described. As shown in FIG. 20, the output of the image acquisition unit 80 is connected to a controller (control unit) 81. The output of the controller 81 is connected to a drive voltage generation circuit (drive voltage supply unit) 82. The output of the drive voltage generation circuit 82 is connected to the vibration source 83. The image acquisition unit 80 is equivalent to the above-described image sensor 13b. The vibration source 83 is equal to the piezo element 50 described above.

コントローラ81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81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。   The controller 81 is a CPU incorporated in the mobile phone 90 and generates various commands by executing a program. The controller 81 activates the function of the camera module in response to the operation of the mobile phone 90 by the operator.

コントローラ81は、レンズホルダ31の移動速度を調整する機能を有する。コントローラ81は、画像取得部80から伝送される画像に対する処理に基づいて、レンズホルダ31が合焦位置にあるか否かを判断し、また、レンズホルダ31を合焦状態とするために、レンズホルダ31の移動方向、移動量を算出する。コントローラ81は、合焦位置から離れた位置から合焦位置へレンズホルダ31を移動させる場合、レンズホルダ31が高速に移動するように駆動電圧生成回路82を制御する。コントローラ81は、合焦位置に近い距離内で合焦位置へレンズホルダ31を移動させる場合、レンズホルダ31が低速で移動するように駆動電圧生成回路82を制御する。駆動電圧生成回路82は、コントローラ81から供給される制御信号に応じて、振動源83に対して駆動電圧を供給する。後述の実施例において、コントローラ81の具体的な動作内容を説明する。   The controller 81 has a function of adjusting the moving speed of the lens holder 31. The controller 81 determines whether or not the lens holder 31 is in the in-focus position based on the processing for the image transmitted from the image acquisition unit 80, and in order to bring the lens holder 31 into the in-focus state, The movement direction and movement amount of the holder 31 are calculated. When moving the lens holder 31 from a position away from the focus position to the focus position, the controller 81 controls the drive voltage generation circuit 82 so that the lens holder 31 moves at high speed. When moving the lens holder 31 to the in-focus position within a distance close to the in-focus position, the controller 81 controls the drive voltage generation circuit 82 so that the lens holder 31 moves at a low speed. The drive voltage generation circuit 82 supplies a drive voltage to the vibration source 83 in accordance with a control signal supplied from the controller 81. In the embodiment described later, the specific operation contents of the controller 81 will be described.

図21及び図22を参照して、駆動電圧生成回路82の構成及びその動作について説明する。   The configuration and operation of the drive voltage generation circuit 82 will be described with reference to FIGS.

図21に示すように、駆動電圧生成回路(駆動電圧供給部)82は、スイッチングパルス生成回路(スイッチングパルス生成部)85、及びスイッチSW1〜SW4を含む駆動電圧生成部を有する。なお、駆動電圧生成部は、電流源CS1、CS2、及び電源PSを更に有する。   As illustrated in FIG. 21, the drive voltage generation circuit (drive voltage supply unit) 82 includes a switching pulse generation circuit (switching pulse generation unit) 85 and a drive voltage generation unit including switches SW1 to SW4. The drive voltage generator further includes current sources CS1 and CS2 and a power source PS.

スイッチングパルス生成回路85には、コントローラ81の出力が接続される。スイッチングパルス生成回路85は、コントローラ81から伝送される制御信号に応じた周波数のスイッチングパルスを生成してスイッチSW1〜SW4へ供給する。スイッチングパルスに応じて各スイッチSW1〜SW4が制御されることで、駆動電圧生成部は、ピエゾ素子50に対して駆動電圧を供給する。   The output of the controller 81 is connected to the switching pulse generation circuit 85. The switching pulse generation circuit 85 generates a switching pulse having a frequency corresponding to the control signal transmitted from the controller 81 and supplies the switching pulse to the switches SW1 to SW4. The drive voltage generator supplies the drive voltage to the piezo element 50 by controlling the switches SW1 to SW4 according to the switching pulse.

電源PSと接地電位GND間には、スイッチSW1、電流源CS1、及びスイッチSW2が直列に接続される。電源PSと接地電位GND間には、スイッチSW3、電流源CS2、及びスイッチSW4が直列に接続される。電流源CS1とスイッチSW2間の節点は、スイッチSW3と電流源CS2間の節点に接続される。また、電流源CS1とスイッチSW2間の節点及びスイッチSW3と電流源CS2間の節点は、ピエゾ素子PZの一端に接続される。ピエゾ素子PZの他端は、スイッチSW2、スイッチSW4、及び接地電位GNDに接続される。なお、スイッチSW1〜SW4は、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ等のスイッチング素子である。   A switch SW1, a current source CS1, and a switch SW2 are connected in series between the power supply PS and the ground potential GND. A switch SW3, a current source CS2, and a switch SW4 are connected in series between the power supply PS and the ground potential GND. A node between the current source CS1 and the switch SW2 is connected to a node between the switch SW3 and the current source CS2. The node between the current source CS1 and the switch SW2 and the node between the switch SW3 and the current source CS2 are connected to one end of the piezo element PZ. The other end of the piezo element PZ is connected to the switch SW2, the switch SW4, and the ground potential GND. The switches SW1 to SW4 are switching elements such as MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors.

図22に示すように、スイッチングパルス生成回路85は、スイッチSW1〜SW4の動作状態を制御する。スイッチングパルス生成回路85は、端子T1〜T4を有する。各端子T1〜T4から出力されるスイッチングパルスVS1〜VS4によってスイッチSW1〜SW4の動作状態が決定付けられる。例えば、スイッチングパルスがハイレベルのとき、スイッチSW1〜SW4がオン状態となる。スイッチングパルスがローレベルのとき、スイッチSW1〜SW4がオフ状態となる。   As shown in FIG. 22, the switching pulse generation circuit 85 controls the operation states of the switches SW1 to SW4. The switching pulse generation circuit 85 has terminals T1 to T4. The operating states of the switches SW1 to SW4 are determined by the switching pulses VS1 to VS4 output from the terminals T1 to T4. For example, when the switching pulse is at a high level, the switches SW1 to SW4 are turned on. When the switching pulse is at a low level, the switches SW1 to SW4 are turned off.

図22に示す第1状態のとき、ピエゾ素子PZは電流源CS1によって急速に充電される。第2状態のとき、ピエゾ素子PZは、緩慢に放電する。第3状態のとき、ピエゾ素子PZは、電流源CS1、CS2によって、緩慢に充電される。第4状態のとき、ピエゾ素子PZは、急速に放電する。第1状態と第2状態間を繰り返し切り替えることで、レンズホルダ31は順方向(物体側)一方側に変位する。第3状態と第4状態間を繰り返し切り替えることで、レンズホルダ31は逆方向(撮像素子側)に変位する。   In the first state shown in FIG. 22, the piezo element PZ is rapidly charged by the current source CS1. In the second state, the piezo element PZ discharges slowly. In the third state, the piezo element PZ is slowly charged by the current sources CS1 and CS2. In the fourth state, the piezo element PZ discharges rapidly. By repeatedly switching between the first state and the second state, the lens holder 31 is displaced in the forward direction (object side) one side. By repeatedly switching between the third state and the fourth state, the lens holder 31 is displaced in the reverse direction (image sensor side).

図23乃至図28を参照して、更に説明する。   Further description will be given with reference to FIGS.

図23に示すように、スイッチングパルス生成回路85の端子T1からのスイッチングパルスVS1がスイッチSW1に供給され、端子T2からのスイッチングパルスVS2がスイッチSW2に供給される。これに応じて駆動電圧VW1がピエゾ素子PZに印加される。これに応じて、レンズホルダ31は、順方向に変位する。図23では、レンズホルダ31の変位を矢印で模式的に示している。すなわち、レンズホルダ31は、時刻t1と時刻t2間に変位し、時刻t2と時刻t3間には変位しない。他の期間についても同様である。   As shown in FIG. 23, the switching pulse VS1 from the terminal T1 of the switching pulse generation circuit 85 is supplied to the switch SW1, and the switching pulse VS2 from the terminal T2 is supplied to the switch SW2. In response to this, the drive voltage VW1 is applied to the piezo element PZ. In response to this, the lens holder 31 is displaced in the forward direction. In FIG. 23, the displacement of the lens holder 31 is schematically indicated by an arrow. That is, the lens holder 31 is displaced between time t1 and time t2, and is not displaced between time t2 and time t3. The same applies to other periods.

なお、スイッチングパルスVS1とスイッチングパルスVS2は、互いに反転した関係にある。一方のスイッチングパルスは、他方のスイッチングパルスを反転して生成すれば良いため、スイッチングパルス生成回路85の回路構成を簡素化することができる。また、時刻t1と時刻t2間の時間間隔は、時刻t2と時刻t3間の時間間隔よりも十分に短い。この点は、後述のデューティー比に関する説明から明らかである。   Note that the switching pulse VS1 and the switching pulse VS2 are in an inverted relationship. Since one switching pulse may be generated by inverting the other switching pulse, the circuit configuration of the switching pulse generation circuit 85 can be simplified. The time interval between time t1 and time t2 is sufficiently shorter than the time interval between time t2 and time t3. This point is clear from the description regarding the duty ratio described later.

本実施形態では、スイッチングパルスVS1、VS2に含まれるスイッチングパルスSPの供給時期に対応する時期にレンズホルダ31は変位する。発明者らの検討によれば、図24に示すように、ピエゾ素子50の伸縮とレンズホルダ31の変位とが連関している。時刻t20(図23の時刻t1に対応)と時刻t21(図23の時刻t2に対応)間は、駆動電圧VW1は急峻に立ち上がる。駆動電圧VW1の立ち上がりに応じて、ピエゾ素子PZは伸張する。ピエゾ素子PZの伸張に応じてレンズホルダ31は軸保持部40から離間する方向に変位する。時刻t21〜時刻t25(図23の時刻t3に対応)の間は、駆動電圧VW1は緩慢に立ち下がる。駆動電圧VW1の立ち下がりに応じて、ピエゾ素子50は、比較的緩慢に収縮する。このとき、ピエゾ素子PZは、その慣性によってその場に居留まる。なお、スイッチングパルスは高周波であるため、レンズホルダ31は、時刻t2〜t3間も移動力を保持している。   In the present embodiment, the lens holder 31 is displaced at a time corresponding to the supply time of the switching pulse SP included in the switching pulses VS1 and VS2. According to the study by the inventors, the expansion and contraction of the piezo element 50 and the displacement of the lens holder 31 are linked as shown in FIG. The drive voltage VW1 rises steeply between time t20 (corresponding to time t1 in FIG. 23) and time t21 (corresponding to time t2 in FIG. 23). The piezo element PZ expands in response to the rise of the drive voltage VW1. The lens holder 31 is displaced in a direction away from the shaft holding portion 40 in accordance with the extension of the piezo element PZ. Between time t21 and time t25 (corresponding to time t3 in FIG. 23), the drive voltage VW1 falls slowly. In response to the fall of the drive voltage VW1, the piezo element 50 contracts relatively slowly. At this time, the piezo element PZ stays in place due to its inertia. Since the switching pulse is a high frequency, the lens holder 31 holds the moving force between the times t2 and t3.

本実施形態に係るアクチュエータでは、ピエゾ素子50が急激に伸張するとき、レンズホルダ31が軸保持部40に対して変位する。換言すると、ピエゾ素子50が緩慢に収縮するとき、レンズホルダ31は、軸保持部40に対して変位しない。この場合、レンズホルダ31を効率的に変位させるためには、スイッチングパルスSPのパルス幅を狭めることによってピエゾ素子50を短時間に伸張させると良いと言える。ピエゾ素子50に蓄積された電流の放電時間を確保することが必要である点を考慮すれば、スイッチングパルスのデューティー比を小さく設定すると良いと言える。   In the actuator according to the present embodiment, the lens holder 31 is displaced with respect to the shaft holding portion 40 when the piezo element 50 is rapidly expanded. In other words, the lens holder 31 is not displaced with respect to the shaft holder 40 when the piezo element 50 contracts slowly. In this case, in order to displace the lens holder 31 efficiently, it can be said that the piezo element 50 is extended in a short time by narrowing the pulse width of the switching pulse SP. Considering that it is necessary to ensure the discharge time of the current accumulated in the piezo element 50, it can be said that the duty ratio of the switching pulse should be set small.

より具体的には、図25に示すように、スイッチングパルスのデューティー比をα%からβ%(但し、β%<α%とする)に設定することによって、レンズホルダ31を効率的に変位させることができる。レンズホルダ31をより効率的に変位させることで、レンズホルダ31をより高速に変位させることが可能になる。なお、デューティー比Dは、パルス幅/周期によって算出することができる。図25(a)に示すように、ta/Ta=αにより算出される。図25(b)に示すように、tb/Tb=βにより算出される。ta、tbは、パルス幅である。Ta、Tbは、周期である。   More specifically, as shown in FIG. 25, the lens holder 31 is efficiently displaced by setting the duty ratio of the switching pulse from α% to β% (where β% <α%). be able to. By displacing the lens holder 31 more efficiently, the lens holder 31 can be displaced at a higher speed. The duty ratio D can be calculated from the pulse width / cycle. As shown in FIG. 25A, it is calculated by ta / Ta = α. As shown in FIG. 25B, it is calculated by tb / Tb = β. ta and tb are pulse widths. Ta and Tb are periods.

図26を参照して、スイッチングパルスの設定について説明する。なお、図26では、スイッチングパルスのデューティー比を4%〜40%の範囲とした。また、スイッチングパルスの周波数帯は、40kHz〜200kHzとした。デューティー比を2%以下とすると、ピエゾ素子に印加される駆動電圧のレベルが低下することが予想される。従って、ここでは、デューティー比を2%以上の値(つまり、最低デューティー比=4%)とした。   The setting of the switching pulse will be described with reference to FIG. In FIG. 26, the duty ratio of the switching pulse is in the range of 4% to 40%. The frequency band of the switching pulse was 40 kHz to 200 kHz. If the duty ratio is 2% or less, it is expected that the level of the drive voltage applied to the piezo element will decrease. Therefore, here, the duty ratio is set to a value of 2% or more (that is, the minimum duty ratio = 4%).

なお、試験結果については、○△×の三段階で評価している。○>△>×の順でアクチュエータの特性が良くなる。○の場合、アクチュエータは動作速度1mm/s以上の高速度で問題なく動作する。△の場合、○の場合と比較して、アクチュエータの動作特性が劣化する。×の場合、アクチュエータの通常の動作を確保することが難しい。   In addition, about the test result, it evaluates in three steps of (triangle | delta) *. The characteristics of the actuator improve in the order of ○> △> ×. In the case of ○, the actuator operates at a high speed of 1 mm / s or more without any problem. In the case of Δ, the operating characteristics of the actuator deteriorate compared to the case of ○. In the case of ×, it is difficult to ensure the normal operation of the actuator.

図26に示すように、本実施形態に係るアクチュエータの試作評価結果によれば、スイッチングパルスのデューティー比Dが25%であれば、適切な周波数を選定することを条件としてアクチュエータを通常動作させることができる。デューティー比Dが30%を超える場合と比較して、駆動電圧の波形が急峻になり、効率的にレンズホルダ31を変位させることが可能になる。   As shown in FIG. 26, according to the prototype evaluation result of the actuator according to the present embodiment, if the duty ratio D of the switching pulse is 25%, the actuator is normally operated on condition that an appropriate frequency is selected. Can do. Compared with the case where the duty ratio D exceeds 30%, the waveform of the drive voltage becomes steep, and the lens holder 31 can be displaced efficiently.

より好ましくは、スイッチングパルスのデューティー比Dは、20%であれば良い。これによって、上述と同様の効果に加えて、選択可能な周波数帯域を拡大することができる。選択可能な周波数帯域の拡大によって設計時の自由度が向上する。また、実際に生成されるスイッチングパルスの周波数の変動による悪影響(歩留まりの劣化等)を回避することができる。   More preferably, the duty ratio D of the switching pulse may be 20%. As a result, in addition to the same effects as described above, the selectable frequency band can be expanded. The degree of freedom in design is improved by expanding the selectable frequency band. Further, adverse effects (deterioration of yield, etc.) due to fluctuations in the frequency of the actually generated switching pulse can be avoided.

更により好ましくは、スイッチングパルスのデューティー比Dを、15%以下、10%以下、8%以下、又は6%以下とすると良い。選択可能な周波数帯域を更に拡大することができ、上述と同様の効果を得ることができる。なお、図26に示す結果は、順方向へのレンズホルダ31の変位を前提としている。逆方向へレンズホルダ31を変位させる場合、デューティー比Dは異なる値となる。例えば、順方向時に適用されるデューティー比D=10%と同様の結果を得るため、逆方向時にはデューティー比D=90%と設定する。   Even more preferably, the duty ratio D of the switching pulse is 15% or less, 10% or less, 8% or less, or 6% or less. The selectable frequency band can be further expanded, and the same effect as described above can be obtained. The results shown in FIG. 26 are based on the assumption that the lens holder 31 is displaced in the forward direction. When the lens holder 31 is displaced in the reverse direction, the duty ratio D becomes a different value. For example, in order to obtain the same result as the duty ratio D = 10% applied in the forward direction, the duty ratio D = 90% is set in the reverse direction.

本実施形態では、スイッチングパルスのデューティー比Dを小さく設定することで、レンズホルダ31を効率的に変位させることができることに加えて、選択可能な周波数帯域を顕著に拡大することができる。選択可能な周波数帯域の拡大によって設計時の自由度が向上する。また、実際に生成されるスイッチングパルスの周波数の変動による悪影響(歩留まりの劣化等)を回避することができる。スイッチングパルスVS1、VS2を高周波帯域に設定すれば、従来よりも高速にレンズホルダ31を変位させることができる。これによって、アクチュエータの動作特性を向上させることができる。   In the present embodiment, by setting the duty ratio D of the switching pulse to be small, the lens holder 31 can be displaced efficiently, and the selectable frequency band can be significantly expanded. The degree of freedom in design is improved by expanding the selectable frequency band. Further, adverse effects (deterioration of yield, etc.) due to fluctuations in the frequency of the actually generated switching pulse can be avoided. If the switching pulses VS1 and VS2 are set in a high frequency band, the lens holder 31 can be displaced at a higher speed than in the prior art. Thereby, the operating characteristics of the actuator can be improved.

図27を参照して、コントローラ81の指令に基づいてレンズホルダ31の移動速度が変更される過程について説明する。なお、コントローラ81は、画像取得部80から伝送される画像データに基づいて、合焦位置に対するレンズホルダ31の現在位置を算出し、レンズホルダ31の移動方向、移動速度を駆動電圧生成回路82に指示する。駆動電圧生成回路82は、コントローラ81からの指令に基づいて、所定の周波数のスイッチングパルスを生成し、これを所定のスイッチング素子に供給し、これにより振動源83に対して駆動電圧を供給する。   With reference to FIG. 27, a process in which the moving speed of the lens holder 31 is changed based on a command from the controller 81 will be described. The controller 81 calculates the current position of the lens holder 31 with respect to the in-focus position based on the image data transmitted from the image acquisition unit 80, and sends the moving direction and moving speed of the lens holder 31 to the drive voltage generation circuit 82. Instruct. The drive voltage generation circuit 82 generates a switching pulse having a predetermined frequency based on a command from the controller 81, supplies this to a predetermined switching element, and thereby supplies a drive voltage to the vibration source 83.

図27に示すように、レンズホルダ31は、時刻t30まで高速に連続移動し、時刻t30をすぎると低速に連続移動する。本実施形態では、レンズホルダ31が合焦位置から遠い位置にあるとき、はじめにレンズホルダ31を高速移動させ、レンズホルダ31が合焦位置に近くなるとレンズホルダ31を低速移動させる。これによって、合焦に要する時間を全体として短縮することができる。なお、レンズホルダ31を低速移動させることによって、レンズホルダ31が合焦位置にあるか否かの判断をより確実に行うことが可能になる。   As shown in FIG. 27, the lens holder 31 continuously moves at a high speed until time t30, and continuously moves at a low speed after time t30. In the present embodiment, when the lens holder 31 is far from the in-focus position, the lens holder 31 is first moved at a high speed, and when the lens holder 31 is close to the in-focus position, the lens holder 31 is moved at a low speed. As a result, the time required for focusing can be reduced as a whole. Note that by moving the lens holder 31 at a low speed, it is possible to more reliably determine whether or not the lens holder 31 is in the in-focus position.

時刻t30まで、コントローラ81の指令に基づいて、スイッチングパルス生成回路85は、図23で説明したように、スイッチングパルスをスイッチSW1、SW2へ供給する。スイッチングパルスは、デューティー比10%であり、周波数120kHzである。   Until time t30, based on the command of the controller 81, the switching pulse generation circuit 85 supplies the switching pulse to the switches SW1 and SW2 as described in FIG. The switching pulse has a duty ratio of 10% and a frequency of 120 kHz.

時刻t30を経過すると、コントローラ81の指令に基づいて、スイッチングパルス生成回路85は、図23で説明したように、周波数が異なるスイッチングパルスをスイッチSW1、SW2へ供給する。時刻t30以降のスイッチングパルスは、デューティー比7%であり、周波数80kHzである。   When the time t30 has elapsed, the switching pulse generation circuit 85 supplies switching pulses having different frequencies to the switches SW1 and SW2 as described with reference to FIG. The switching pulse after time t30 has a duty ratio of 7% and a frequency of 80 kHz.

本実施形態では、スイッチングパルスの周波数を変調することによってレンズホルダ31の移動速度を変更する。このとき、時間的な間隔を設けることなく、スイッチングパルスの周波数を変更する。つまり、周波数120kHz期間(高速移動期間)と周波数80kHz期間(低速移動期間)の間に時間的な間隔を設けない。レンズホルダ31は、スイッチングパルスの周波数の変更時点で一度完全に停止することなく、スイッチングパルスの変更時点の前後に亘って継続的に移動している状態を保持する。図32を参照して説明したように、レンズホルダ31が完全に停止した状態となると、レンズホルダ31の初期移動時に移動ロスが生じてしまい、移動後のレンズホルダ31の位置に誤差が生じてしまう。本実施形態では、スイッチングパルスの周波数変調を時間的な間隔を設けずに実行する。これによって、移動後のレンズホルダ31の位置に誤差が生じてしまうことを抑制することができる。   In the present embodiment, the moving speed of the lens holder 31 is changed by modulating the frequency of the switching pulse. At this time, the frequency of the switching pulse is changed without providing a time interval. That is, no time interval is provided between the frequency 120 kHz period (high-speed movement period) and the frequency 80 kHz period (low-speed movement period). The lens holder 31 maintains a state of continuously moving before and after the switching pulse change time without completely stopping once when the frequency of the switching pulse is changed. As described with reference to FIG. 32, when the lens holder 31 is completely stopped, a movement loss occurs during the initial movement of the lens holder 31, and an error occurs in the position of the lens holder 31 after the movement. End up. In this embodiment, the frequency modulation of the switching pulse is executed without providing a time interval. Thereby, it is possible to suppress an error from occurring in the position of the lens holder 31 after the movement.

図28に参考例の場合を示す。図28に示す参考例の場合、スイッチングパルスの周波数を変調することなく、単位時間当たりのスイッチングパルスのパルス数の変更に基づいて、レンズホルダ31の位置を調整する。この場合には、時刻t35まではレンズホルダ31は移動状態を保持するが、時刻t35をすぎると、スイッチングパルスの供給停止に応じて、レンズホルダ31も完全に停止してしまう。スイッチングパルス数によってレンズホルダ31の移動量をある程度想定することができるが、冒頭で説明したように、移動開始時、移動停止時には、レンズホルダ31の位置に誤差が生じてしまう場合がある。この結果、レンズホルダ31を合焦状態とするために、レンズホルダ31の物体側への移動、結像面側への移動を繰り返すことが必要になってしまう場合もあり得る。   FIG. 28 shows the case of the reference example. In the case of the reference example shown in FIG. 28, the position of the lens holder 31 is adjusted based on the change in the number of switching pulses per unit time without modulating the frequency of the switching pulses. In this case, the lens holder 31 remains in the moving state until time t35. However, after time t35, the lens holder 31 is also completely stopped in response to the supply of the switching pulse being stopped. Although the amount of movement of the lens holder 31 can be assumed to some extent depending on the number of switching pulses, as described at the beginning, an error may occur in the position of the lens holder 31 when the movement is started and when the movement is stopped. As a result, in order to bring the lens holder 31 into focus, it may be necessary to repeat the movement of the lens holder 31 toward the object side and the movement toward the imaging plane side.

本実施形態では、レンズホルダ31が合焦位置に近接するに応じて、その移動速度をスイッチングパルスの周波数変調によって低速とし、かつ周波数変調時に時間的な間隔を設けない。これによって、速度変更の前後の期間に亘ってレンズホルダ31を移動状態として、レンズホルダ31を完全に停止させることを回避する。これによって、レンズホルダ31の移動量にロスが生じることを効果的に抑制し、レンズホルダ31をより高精度に変位させることを実現することができる。なお、本実施形態では、スイッチングパルスの周波数の選択範囲が拡大されているため、レンズホルダ31の移動速度を広範囲で変更することができる。   In the present embodiment, as the lens holder 31 approaches the in-focus position, the moving speed is reduced by frequency modulation of the switching pulse, and no time interval is provided during frequency modulation. Thereby, the lens holder 31 is kept in the moving state over the period before and after the speed change to avoid stopping the lens holder 31 completely. Thereby, it is possible to effectively suppress a loss in the movement amount of the lens holder 31 and to displace the lens holder 31 with higher accuracy. In this embodiment, since the selection range of the frequency of the switching pulse is expanded, the moving speed of the lens holder 31 can be changed in a wide range.

本実施形態では、レンズホルダ31には、ピエゾ素子50及び伝達軸51が取り付けられている。移動対象物の重量が重くなると、その位置を高精度に制御することは容易ではなくなる場合がある。本実施形態のように、レンズホルダ31、ピエゾ素子50、及び伝達軸51が共に変位するタイプのアクチュエータでは、上述のように、スイッチングパルスの周波数変調により、レンズホルダ31の移動速度を調整し、かつ、移動速度の変更時に時間的な間隔を設けないことは、移動後のレンズホルダ31の位置精度を高めるうえで非常に有効である。   In the present embodiment, a piezo element 50 and a transmission shaft 51 are attached to the lens holder 31. If the weight of the moving object increases, it may not be easy to control the position with high accuracy. As in the present embodiment, in the type of actuator in which the lens holder 31, the piezo element 50, and the transmission shaft 51 are displaced together, as described above, the moving speed of the lens holder 31 is adjusted by frequency modulation of the switching pulse. Moreover, not providing a time interval when changing the moving speed is very effective in increasing the positional accuracy of the lens holder 31 after the movement.

次に、図29及び図30を参照して、比較例について説明する。なお、図30では、図26の場合と同様にして、アクチュエータの動作結果を評価している。なお、比較例の場合も、図21と同様の回路を採用するものとする。   Next, a comparative example will be described with reference to FIGS. In FIG. 30, the operation results of the actuator are evaluated in the same manner as in FIG. In the case of the comparative example, a circuit similar to that in FIG. 21 is adopted.

図29に比較例に係るカメラモジュールを示す。図29に示すように、可動部MUは、レンズホルダ31と軸保持部40で形成される。ピエゾ素子50は、配線基板10に対して固定されている。伝達軸51は、ピエゾ素子50に対して固定されている。ピエゾ素子50の駆動に応じて、レンズホルダ31と軸保持部40とが共に移動する。   FIG. 29 shows a camera module according to a comparative example. As shown in FIG. 29, the movable part MU is formed by the lens holder 31 and the shaft holding part 40. The piezo element 50 is fixed to the wiring board 10. The transmission shaft 51 is fixed with respect to the piezo element 50. The lens holder 31 and the shaft holder 40 move together in accordance with the driving of the piezo element 50.

比較例と本実施形態とを比較した場合、ノコギリ歯状の駆動電圧VW1でピエゾ素子PZを駆動する点は一致する。しかしながら、両者の間では、駆動電圧VW1の波形とレンズホルダ31が変位するタイミングとの関係が異なる。すなわち、本実施形態の場合には、駆動電圧VW1の波形が短時間で変化する時にレンズホルダ31が変位するが、比較例の場合、駆動電圧VW1の波形が緩慢に変化する時にレンズホルダ31が変位する。従って、比較例の場合には、駆動電圧VW1の波形が緩慢に変化する期間を十分に確保することが要求される。この場合、スイッチングパルスのデューティー比を小さく設定することに意義はない。比較例の場合、駆動電圧VW1の波形が急峻に変化する場合、レンズホルダ31は実質的に変位しないためである。   When the comparative example is compared with the present embodiment, the point that the piezo element PZ is driven with the sawtooth drive voltage VW1 is the same. However, the relationship between the waveform of the drive voltage VW1 and the timing at which the lens holder 31 is displaced differs between the two. That is, in the case of the present embodiment, the lens holder 31 is displaced when the waveform of the drive voltage VW1 changes in a short time. In the comparative example, the lens holder 31 is moved when the waveform of the drive voltage VW1 changes slowly. Displace. Therefore, in the case of the comparative example, it is required to ensure a sufficient period during which the waveform of the drive voltage VW1 changes slowly. In this case, it is not meaningful to set the duty ratio of the switching pulse small. This is because, in the case of the comparative example, when the waveform of the drive voltage VW1 changes sharply, the lens holder 31 is not substantially displaced.

図30に示すように、比較例の場合、スイッチングパルスのデューティー比の選択範囲が狭い。また、スイッチングパルスの周波数の選択範囲が狭い。選択可能な周波数帯域が狭いのは、比較例の場合、ピエゾ素子50が筐体20に連結し、筐体20を含む系によって共振が生じるためである。   As shown in FIG. 30, in the comparative example, the selection range of the duty ratio of the switching pulse is narrow. In addition, the selection range of the frequency of the switching pulse is narrow. The selectable frequency band is narrow because, in the case of the comparative example, the piezo element 50 is coupled to the housing 20 and resonance occurs due to the system including the housing 20.

図31に示すように、本実施形態の場合、比較例の場合と比較して、所望のデューティー比にスイッチングパルスを設定した条件で、スイッチングパルスの周波数帯域を拡大することができる。これは、本実施形態の場合、共振周波数が高周波側にシフトしているためである。本実施形態では、比較例の場合と比較して、スイッチングパルスをより高い周波数に設定することができる。これによって、レンズホルダ31をより高速に変位させることができる。   As shown in FIG. 31, in the case of this embodiment, compared with the case of a comparative example, the frequency band of a switching pulse can be expanded on the conditions which set the switching pulse to desired duty ratio. This is because in this embodiment, the resonance frequency is shifted to the high frequency side. In this embodiment, the switching pulse can be set to a higher frequency as compared with the comparative example. Thereby, the lens holder 31 can be displaced at higher speed.

選択可能な周波数帯域が狭い場合には、ピエゾ素子単体特性のバラツキ、アクチュエータの動作環境の変化などによって動作周波数が選択した周波数帯域からはずれるような原因によって、レンズホルダ31を変位させることが困難になるおそれがある。他方、本実施形態では、選択可能な周波数帯域自体が拡大されている。従って、何らかの予期しない原因によって選択した周波数が共振周波数帯に含まれることを効果的に抑制することができる。   When the selectable frequency band is narrow, it is difficult to displace the lens holder 31 due to the cause that the operating frequency deviates from the selected frequency band due to variations in characteristics of the piezo element alone or changes in the operating environment of the actuator. There is a risk. On the other hand, in this embodiment, the selectable frequency band itself is expanded. Therefore, it is possible to effectively suppress the frequency selected for some unexpected cause from being included in the resonance frequency band.

共振周波数は、筐体の形状、重量、及び圧電素子と筐体間の接着状態に依存する。駆動装置が組み込まれる製品ごとに共振周波数が異なる場合がある。共振周波数が存在する帯域では、アクチュエータを正確に制御することが困難になるおそれがある。換言すると、アクチュエータが正常に機能するか否かの判断は、製品にアクチュエータを組み込むことを待たなければならない。スイッチングパルスの周波数の設定誤りによっては、製品の歩留まりが低下してしまうおそれがある。本実施形態では、このような問題が生じることも効果的に抑制することができる。   The resonance frequency depends on the shape and weight of the housing and the bonding state between the piezoelectric element and the housing. The resonance frequency may be different for each product in which the drive device is incorporated. In a band where the resonance frequency exists, it may be difficult to accurately control the actuator. In other words, the determination of whether the actuator functions normally must wait for the actuator to be incorporated into the product. Depending on the setting error of the frequency of the switching pulse, the product yield may be reduced. In the present embodiment, occurrence of such a problem can be effectively suppressed.

[実施例1]
本実施例では、レンズホルダ31を目標位置に向けて高速移動させ、レンズホルダ31が目標位置を通過した後、レンズホルダ31を反対方向へ低速移動させ、レンズホルダ31を目標位置に配置する。これによってレンズホルダ31を短時間で所望の位置に配置することが可能になる。
[Example 1]
In the present embodiment, the lens holder 31 is moved at a high speed toward the target position, and after the lens holder 31 has passed the target position, the lens holder 31 is moved at a low speed in the opposite direction, and the lens holder 31 is disposed at the target position. As a result, the lens holder 31 can be arranged at a desired position in a short time.

レンズホルダ31の移動制御は、プログラムによって実現することができる。具体的には、コントローラ81は、駆動電圧生成回路82に対してスイッチングパルスの周波数を指定することによって、レンズホルダ31の移動速度を制御する。   The movement control of the lens holder 31 can be realized by a program. Specifically, the controller 81 controls the moving speed of the lens holder 31 by designating the frequency of the switching pulse to the drive voltage generation circuit 82.

まず、コントローラ81は、レンズホルダ31を目標位置に向けて高速移動させるように、駆動電圧生成回路82を制御する。次に、コントローラ81は、画像取得部80の出力に基づいて、レンズホルダ31が目標位置を通過したことを検出する。次に、コントローラ81は、レンズホルダ31が反対方向へ低速移動するように、駆動電圧生成回路82を制御する。次に、コントローラ81は、レンズホルダ31が目標位置に到達したか否かを判定する。   First, the controller 81 controls the drive voltage generation circuit 82 so that the lens holder 31 is moved at high speed toward the target position. Next, the controller 81 detects that the lens holder 31 has passed the target position based on the output of the image acquisition unit 80. Next, the controller 81 controls the drive voltage generation circuit 82 so that the lens holder 31 moves at a low speed in the opposite direction. Next, the controller 81 determines whether or not the lens holder 31 has reached the target position.

レンズホルダ31が目標位置を通過したか否かは、プログラムの判定処理により実現することが可能である。例えば、異なるタイミング間で取得した画像の品質を比較評価することにより、レンズホルダ31が目標位置を通過したか否かを判定することができる。   Whether or not the lens holder 31 has passed the target position can be realized by a program determination process. For example, it is possible to determine whether or not the lens holder 31 has passed the target position by comparing and evaluating the quality of images acquired at different timings.

本実施例においても、スイッチングパルスの周波数を時分割することなく変更し、レンズホルダ31の移動速度を変更する。これによって、移動後のレンズホルダ31の位置に誤差が生じてしまうことを抑制することができる。   Also in this embodiment, the frequency of the switching pulse is changed without time division, and the moving speed of the lens holder 31 is changed. Thereby, it is possible to suppress an error from occurring in the position of the lens holder 31 after the movement.

[実施例2]
本実施例では、レンズホルダ31を目標位置に向けて高速移動させ、レンズホルダ31が目標位置に近づくに応じて、レンズホルダ31の移動速度を遅くし、レンズホルダ31を目標位置にて停止させる。これによってレンズホルダ31を短時間で所望の位置に配置することが可能になる。
[Example 2]
In this embodiment, the lens holder 31 is moved at a high speed toward the target position, and as the lens holder 31 approaches the target position, the moving speed of the lens holder 31 is decreased and the lens holder 31 is stopped at the target position. . As a result, the lens holder 31 can be arranged at a desired position in a short time.

レンズホルダ31の移動制御は、実施例1と同様に、プログラムによって実現することができる。レンズホルダ31と目標位置間の距離は、プログラムによる判定処理によって検出することが可能である。例えば、周波数120kHz、デューティー比10%から、周波数80kHz、デューティー比70%へ徐々にスイッチングパルスを変更すると良い。周波数、デューティー比の具体的な数値は任意であり、これらの条件を適切に設定することによって、レンズホルダ31の移動速度がゼロとなるまで滑らかにレンズホルダ31を減速させることができる。   The movement control of the lens holder 31 can be realized by a program as in the first embodiment. The distance between the lens holder 31 and the target position can be detected by a determination process by a program. For example, the switching pulse may be gradually changed from a frequency of 120 kHz and a duty ratio of 10% to a frequency of 80 kHz and a duty ratio of 70%. Specific numerical values of the frequency and the duty ratio are arbitrary, and by appropriately setting these conditions, the lens holder 31 can be smoothly decelerated until the moving speed of the lens holder 31 becomes zero.

このようにレンズホルダ31の移動状態をプログラム制御することによって、目標位置に近づくに従ってレンズホルダ31が徐々に減速させることが可能になる。なお、本実施例においても、スイッチングパルスの周波数を時分割することなく変更し、レンズホルダ31の移動速度を変更する。これによって、移動後のレンズホルダ31の位置に誤差が生じてしまうことを抑制することができる。   Thus, by controlling the movement state of the lens holder 31, the lens holder 31 can be gradually decelerated as it approaches the target position. Also in the present embodiment, the frequency of the switching pulse is changed without time division, and the moving speed of the lens holder 31 is changed. Thereby, it is possible to suppress an error from occurring in the position of the lens holder 31 after the movement.

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。駆動部のシステム構成は任意である。スイッチングパルスを生成する回路をCPUに内蔵させても良い。実施例では、レンズホルダ31の速度制御を、スイッチングパルスの周波数及びデューティー比の双方を変更することにより実現したが、いずれか一方のみを変更することによっても実現可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. The system configuration of the drive unit is arbitrary. A circuit for generating a switching pulse may be incorporated in the CPU. In the embodiment, the speed control of the lens holder 31 is realized by changing both the frequency of the switching pulse and the duty ratio, but it can also be realized by changing only one of them.

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
22 隔壁
23 梁部
24 梁部
25 レール
26 台座
27 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
35 レール受け部
40 軸保持部
41 本体部
42 押さえ板
43 バネ
44 押さえ板
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 画像取得部
81 コントローラ
82 駆動電圧生成回路
83 振動源
85 スイッチングパルス生成回路
150 Camera module

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wiring board 11 Connector 12 Imaging module 13a Transparent substrate 13b Image sensor 13c Imaging area 15 Reinforcement board 20 Housing | casing 21 Side wall 22 Partition 23 Beam part 24 Beam part 25 Rail 26 Base 27 Hole part 28 Guide pillar 29 Exit 30 Lens unit 31 Lens holder 32 Connecting portion 35 Rail receiving portion 40 Shaft holding portion 41 Main body portion 42 Holding plate 43 Spring 44 Holding plate 45 Protruding portion 47 Protruding portion 50 Piezo element 51 Transmission shaft 60 Lid 70 Seal member

80 Image acquisition unit 81 Controller 82 Drive voltage generation circuit 83 Vibration source 85 Switching pulse generation circuit

Claims (9)

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、
前記駆動軸が摺動可能な状態で、前記駆動軸が係合された固定側部材と、
少なくとも1つのレンズを保持すると共に、前記圧電素子及び前記駆動軸に同調して前記固定側部材に対して変位するレンズ保持体と、
前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、
を備える駆動装置であって、
前記駆動電圧供給部は、少なくとも第1及び第2周期で間欠的に生成されるスイッチングパルスに基づいて前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給し、
前記スイッチングパルスは、時間的に分断されることなく第1周期から第2周期へ変更される、駆動装置。
A piezoelectric element that expands and contracts according to the driving voltage;
A drive shaft that receives vibration generated in the piezoelectric element;
A fixed-side member engaged with the drive shaft in a state where the drive shaft is slidable;
A lens holder that holds at least one lens and is displaced relative to the stationary member in synchronization with the piezoelectric element and the drive shaft;
A drive voltage supply unit for supplying the drive voltage to the piezoelectric element;
A drive device comprising:
The drive voltage supply unit supplies the drive voltage to the piezoelectric element based on switching pulses generated intermittently at least in the first and second cycles,
The driving device, wherein the switching pulse is changed from the first period to the second period without being divided in time.
前記駆動電圧は、第1及び第2電圧レベル間を振幅することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。   The drive device of claim 1, wherein the drive voltage swings between a first and a second voltage level. 前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に短い時間に前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して変位し、
前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に長い時間かけて前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して実質的に変位しないことを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
When the driving voltage swings in a relatively short time between the first and second voltage levels, the lens holding body is displaced with respect to the fixed side member,
3. The lens holder is not substantially displaced with respect to the fixed-side member when the drive voltage is amplified over a relatively long time between the first and second voltage levels. The drive device described in 1.
前記駆動電圧供給部は、
前記スイッチングパルスを生成するスイッチングパルス生成部と、
前記スイッチングパルスに応じて動作状態が決定される複数のスイッチング素子を含む駆動電圧生成部と、
を備え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。
The drive voltage supply unit includes:
A switching pulse generator for generating the switching pulse;
A drive voltage generation unit including a plurality of switching elements whose operation state is determined according to the switching pulse;
The drive device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記駆動電圧供給部の動作状態を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、目標位置に近づくに従って前記レンズ保持体が徐々に減速するように、前記駆動電圧供給部を制御す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。
A control unit for controlling an operation state of the drive voltage supply unit;
5. The drive device according to claim 1, wherein the control unit controls the drive voltage supply unit so that the lens holding body gradually decelerates as it approaches a target position. 6. .
請求項1乃至5のいずれか一項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。
A driving device according to any one of claims 1 to 5,
Imaging means for capturing an image input via the lens;
An image acquisition apparatus comprising:
請求項6に記載の画像取得装置を備える電子機器。   An electronic apparatus comprising the image acquisition device according to claim 6. 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、
前記駆動軸が摺動可能な状態で、前記駆動軸が係合された固定側部材と、
少なくとも1つのレンズを保持すると共に、前記圧電素子及び前記駆動軸に同調して前記固定側部材に対して変位するレンズ保持体と、
前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給する駆動電圧供給部と、
を備える駆動装置の制御方法であって、
少なくとも第1及び第2周期で間欠的にスイッチングパルスを供給するステップと、
供給される前記スイッチングパルスに基づいて前記圧電素子に対して前記駆動電圧を供給するステップと、
時間的な間隔を設けずに前記スイッチングパルスの周期を第1周期から第2周期へ変更するステップと、
を備える駆動装置の制御方法。
A piezoelectric element that expands and contracts according to the driving voltage;
A drive shaft that receives vibration generated in the piezoelectric element;
A fixed side member engaged with the drive shaft in a state in which the drive shaft is slidable;
A lens holder that holds at least one lens and is displaced relative to the stationary member in synchronization with the piezoelectric element and the drive shaft;
A drive voltage supply unit for supplying the drive voltage to the piezoelectric element;
A method for controlling a drive device comprising:
Supplying a switching pulse intermittently at least in the first and second periods;
Supplying the drive voltage to the piezoelectric element based on the supplied switching pulse;
Changing the period of the switching pulse from the first period to the second period without providing a time interval;
A method for controlling a drive device comprising:
第1及び第2電圧レベル間を相対的に短い時間に前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して変位し、
前記第1及び第2電圧レベル間を相対的に長い時間かけて前記駆動電圧が振幅するとき、前記レンズ保持体は前記固定側部材に対して実質的に変位しないことを特徴とする請求項8に記載の駆動装置の制御方法。
When the driving voltage swings between the first and second voltage levels in a relatively short time, the lens holder is displaced with respect to the fixed side member,
9. The lens holding body is not substantially displaced with respect to the fixed-side member when the driving voltage swings between the first and second voltage levels over a relatively long time. A method for controlling the driving device according to claim 1.
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