JP2012073497A - レンズ駆動装置、画像取得装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズホルダを変位させる時に生じるノイズ音を低減すること。
【解決手段】カメラモジュール１００は、物体側及び撮像素子側の少なくとも一方へレンズホルダ３１を変位させるレンズ駆動装置を内蔵する。レンズホルダ３１の外周側面には、物体側又は撮像素子側に臨むレンズホルダ３１の端面から他方の端面側へ延在する複数の溝３３が設けられている。複数の溝３３夫々の面形状は、レンズホルダ３１の一方の端面から他方の端面側への空気の流動を妨げないように構成されている。これによって、レンズホルダ３１の変位時に生じるノイズ音を低減することが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ駆動装置、画像取得装置、及び電子機器に関する。

近年、カメラは、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。

特許文献１には、固定側部材から圧電素子が離間した状態で、圧電素子および駆動軸が移動対象物に対して同調して移動する駆動装置で開示されている。これによって、固定側部材の共振を考慮せずに、圧電素子に印加される駆動波形の周波数を簡易に設定することが可能になる。特許文献２には、電圧印加により伸縮する圧電素子と、光軸方向において圧電素子の一端に固定された駆動軸と、光軸方向において圧電素子の他端に固定されたレンズホルダと、駆動軸に対して摩擦係合された摩擦部と、駆動軸を光軸方向に沿って移動自在に支持するベースと、を備える駆動装置が開示されている。

特許４３７２２０６号 特開２００９−１２４８５７号公報

ビデオ撮影時、カメラ内のレンズ位置を断続的に微小変位させながら撮影する場合がある。つまり、フォーカシング制御を継続しながら撮影する場合がある。レンズ位置を断続的に微小変位させると、カメラの筐体が振動したり、カメラの構成部材が共振したりしてしまい、これらに応じて音が生じてしまう場合がある。また、カメラ筐体内でのレンズホルダの移動自体によって音（所謂、風切り音）が生じてしまう場合もある。なお、レンズホルダは筐体という閉じた空間内に配置され、上述の風切り音の発生が助長される環境にある。ビデオ撮影時にはマイクロフォン等によって上述の音が外来音に加えてノイズ音として採音され得るため、カメラモジュールの動作時に生じるノイズ音を極力低減することが望まれている。

上述の説明から明らかなように、被駆動体（例えば、レンズホルダ）の変位時に生じるノイズ音を低減することが強く望まれている。

本発明に係るレンズ駆動装置は、物体側及び撮像素子側の少なくとも一方へレンズ保持体を変位させるレンズ駆動装置であって、前記レンズ保持体の外周側面には、物体側又は撮像素子側に臨む前記レンズ保持体の端面から他方の端面側へ延在する複数の溝部が設けられており、複数の前記溝部夫々の面形状は、前記レンズ保持体の前記一方の端面から前記他方の端面側への空気の流動を妨げないように構成されている。

複数の前記溝部夫々は、前記レンズ保持体が保持するレンズ群の光軸に対して実質的に平行に延在する、と良い。複数の前記溝部夫々は、前記レンズ保持体の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在する、と良い。

複数の前記溝部夫々は、当該溝部の延在方向に直交する方向において弧状に窪んでいる、と良い。複数の前記溝部の深さは、複数の前記溝部間で実質的に等しい、と良い。複数の前記溝部は、前記レンズ保持体の前記端面を正面視したとき、対称的に配置されている、と良い。

複数の前記溝部夫々は、間隔をあけて配置されており、前記レンズ保持体の外周側面の全面積に占める複数の前記溝部の面積の割合は５０％以上である、と良い。

前記レンズ保持体は、当該レンズ保持体の外周側面を囲む筐体内に配置され、複数の前記溝部夫々は、前記筐体内で前記レンズ保持体が変位する際に空気の流動路として機能する、と良い。

前記レンズ保持体の外周側面には、駆動軸を保持する軸保持部、および前記レンズ保持体の回転を抑止するための回転抑止部が設けられており、前記軸保持部と前記回転抑止部間に弧状に延在する前記レンズ保持体の前記外周側面の一方に設けられる前記溝部の数は、前記軸保持部と前記回転抑止部間に弧状に延在する前記レンズ保持体の前記外周側面の他方に設けられる前記溝部の数に一致する、と良い。

本発明に係る画像取得装置は、上述のいずれかのレンズ駆動装置と、前記レンズ保持体が保持するレンズを介して被写体像を撮像する撮像素子と、を備える。本発明に係る電子機器は、上述の画像取得装置を備え、撮像と採音とを同時に実行可能に構成されている。

本発明によれば、被駆動体（例えば、レンズホルダ）の変位時に生じるノイズ音を低減することができる。

実施の形態１にかかるカメラモジュールの概略的な分解斜視図である。 実施の形態１にかかるカメラモジュールの概略的な斜視図である。 実施の形態１にかかる駆動ユニットの概略的な斜視図である。 実施の形態１にかかるレンズホルダの概略的な斜視図である。 実施の形態１にかかるレンズホルダの概略的な上面図である。 実施の形態１にかかるレンズホルダの概略的な上面図である。 実施の形態１にかかる駆動軸の保持構造を説明するための説明図である。 実施の形態１にかかるカメラモジュールの概略的な上面図である。 実施の形態１にかかるカメラモジュールの概略的な上面図である。 実施の形態１にかかるカメラモジュールの概略的な側面構成を示す模式図である。 実施の形態１にかかるノイズ低減効果を説明するための説明図である。 実施の形態１にかかる携帯電話の概略的な外観図である。 実施の形態１にかかる携帯電話の概略的なシステム構成図である。 実施の形態１にかかる駆動電圧波形と移動状態との関係を示すタイミングチャートである。 実施の形態１にかかるレンズ駆動と撮影／採音状態との関係を示すタイミングチャートである。 実施の形態２にかかるカメラモジュールの概略的な模式図である。 イメージセンサを透明基板に対して貼り合わせる場合を示す概略的な斜視図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図面は説明のためのものであり、これに基づいて本願発明の限定解釈をおこなうことは許されない。後述の実施形態では、ピエゾ素子の駆動に応じて被駆動体を変位させる駆動装置について説明するが、本願発明は、これらの実施形態に限定されるべきものではない。本願発明は、ボイスコイルモータにも適用可能である。本願発明は、ステッピングモータを活用した駆動装置にも適用可能である。後述の説明を踏まえれば、本願発明を他の様々なタイプの駆動装置に適用できることは、当業者にとっては自明であり、助長な説明は省略する。なお、本願に含まれる各実施形態は、各々独立したものではなく、互いに組み合わせ可能なものとし、組み合わせに基づく相乗効果も主張可能なものとする。

実施の形態１
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。図１に、カメラモジュールの概略的な分解斜視図を示す。図２に、カメラモジュールの概略的な斜視図を示す。

図１、２に示すように、カメラモジュール（画像取得装置）１００は、配線基板１０、イメージセンサ（撮像素子）１２、透明基板１３、筐体２０、駆動ユニット３０、及び蓋６０を有する。駆動ユニット３０は、レンズホルダ３１、軸保持部４０、ピエゾ素子（圧電素子、電気機械変換素子、振動源）５０、及び駆動軸５１を有する。ピエゾ素子５０及び駆動軸５１は、レンズホルダ３１に対して固定されている。軸保持部４０は、筐体２０に対して固定される。軸保持部４０は、駆動軸５１に対して摩擦係合している。筐体２０は、単独又は蓋６０と共に、レンズホルダ３１を外囲する外囲器である。レンズホルダ３１の外周側面には、筐体２０に設けられた柱部２５（図１０参照）と共にレンズホルダ３１の回転を抑止する突片（回転抑止部）３５が設けられている。蓋６０には、光軸ＡＸに対応する位置に開口ＯＰ１が設けられている。

図１に示すように、配線基板１０上には、イメージセンサ１２、透明基板１３、筐体２０、駆動ユニット３０、及び蓋６０がこの順で配置される。筐体２０は、被駆動体であるレンズホルダ３１からみて移動しない固定側部材として把握される。なお、被駆動体は、レンズホルダ３１、レンズホルダ３１により保持されたレンズ群、ピエゾ素子５０、及び駆動軸５１を含む。レンズホルダ３１によって保持されるレンズ群のレンズ枚数は任意であるが、例えば、レンズホルダ３１は、４枚のレンズを保持する。

カメラモジュール１００は、レンズホルダ３１が保持するレンズを介して被写体像をイメージセンサ１２にて撮像する。ピエゾ素子５０の駆動に応じて、筐体２０に対して、ピエゾ素子５０、駆動軸５１、及びレンズホルダ３１が光軸ＡＸ（ｙ軸に一致する）に沿って前方（物体側、光入力側）又は後方（撮像素子側、光出力側）へ移動する。イメージセンサ１２の撮像面に対するレンズ位置を調整することによってフォーカシングを実行することができる。レンズホルダ３１の移動方向は、光軸ＡＸに略一致している。

以下、カメラモジュール１００の具体的な構成について詳細に説明する。配線基板１０は、一般的な配線基板であり、例えば、フレキシブル配線基板である。配線基板１０は、イメージセンサ１２に入力する制御信号、イメージセンサ１２から出力されるビデオ信号の伝送路として機能する。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。

透明基板１３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１３の上面視形状は方形である。透明基板１３は、筐体２０に対して固着される。

イメージセンサ１２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサ、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサといった一般的な固体撮像素子である。イメージセンサ１２の撮像領域には、ＸＺ平面にてマトリクス状に配置された複数の画素が形成されている。各画素は、光電変換によって、入力光の光量に応じた電荷を蓄積する。各画素に蓄積された電荷は、転送制御によって各画素から読み出されて、後続の回路に供給される。

筐体２０は、配線基板１０上に実装される。筐体２０の下端面には凸部が設けられており、配線基板１０に設けられた開口部に対して嵌め合わされる。筐体２０は、イメージセンサ１２及び透明基板１３を下部空間で収納し、駆動ユニット３０を上部空間で収納する。筐体２０内への外来光の侵入を抑制するため、筐体２０の下端面は、黒色の接着剤を介して配線基板１０に固定される。筐体２０は、例えば、黒色樹脂の成型により製造される。好適には、半田リフロープロセスにも対応できる耐熱性が良い黒色樹脂が好ましい。

レンズホルダ３１は、円筒状部材であり、例えば、プラスチック材料の成型により製造される。レンズホルダ３１は、レンズの光軸ＡＸに沿って延在する筒状部分と、光軸ＡＸに対応する位置に開口を有する平板部分とを有する。なお、この平板部分は、光学的に絞りとして機能する。レンズホルダ３１の具体的構成は任意である。レンズホルダ３１自身によって直接的にレンズを保持する構成に限られない。レンズホルダ３１のように軸保持板３２が設けられた外周バレルに対してレンズ系を保持したレンズホルダを装着することによってレンズ保持する構成としても良い。

レンズホルダ３１の外周側面には、上述のように、突片３５が設けられている。突片３５は、レンズホルダ３１の外周側面から離間する方向へ延在する凸部である。突片３５は、ｙ軸方向に沿っても延在する。突片３５は、カメラモジュール１００の実動作時、ピエゾ素子５０の駆動に応じてレンズホルダ３１を変位させる過程にてレンズホルダ３１が回転してしまうことを抑制するために設けられている。

レンズホルダ３１の外周側面には、上述のように、ピエゾ素子５０及び駆動軸５１が固定されている。ピエゾ素子５０は、セラミックス層（圧電層）が積層された一般的な圧電素子である。ピエゾ素子５０の一組の側面には、一組の電極端子が設けられる。一組の電極端子には、一組の配線が接続される。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。

駆動軸５１は、ｙ軸方向を長手方向とする棒状体である。駆動軸５１は、ピエゾ素子５０の一面上に接着固定されている。なお、接着以外の方法で、駆動軸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と駆動軸５１を連結させる方法は任意であり、駆動軸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。

駆動軸５１は、ピエゾ素子５０で生じた振動を軸保持部４０へ伝達する。軸保持部４０は、摺動可能な状態で駆動軸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、駆動軸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。

駆動軸５１は、軽量でかつ剛性が高いことが望ましい。駆動軸５１は、比重２．１以下の材料からなる。より好ましくは、駆動軸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、駆動軸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。

駆動軸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。

軸保持部４０の構成については後述する。

蓋６０は、レンズの光軸ＡＸに対応する位置に開口ＯＰ１を有する平板状部材である。蓋６０は、例えば、黒色樹脂の成型により製造される。筐体２０に対して蓋６０を取り付けることによって、駆動ユニット３０は筐体２０内に閉じ込められる。

図３に示すように、レンズホルダ３１の外周面には、一組の軸保持板３２が光軸方向に離間して設けられている。軸保持板３２ａ、３２ｂは、レンズホルダ３１の外周側面から離間する方向へ延在する。軸保持板３２ａは、駆動軸５１の上端部分を保持する。軸保持板３２ｂは、駆動軸５１の下端部分を保持する。軸保持板３２ａと軸保持板３２ｂ間には、駆動軸５１と軸保持部４０とが係合する係合部が配置されている。軸保持板３２ａと軸保持板３２ｂ間の配置間隔によって、レンズホルダ３１の移動長（ストローク長）が決定される。なお、図３に示すように、ピエゾ素子５０の電極端子には、リード線５２ａの一端が半田接続される。同様に、ピエゾ素子５０の電極端子には、リード線５２ｂの一端が半田接続される。

図４に示すように、軸保持板３２ａに設けられた開口ＯＰ２は、軸保持板３２ｂに設けられた開口ＯＰ３と同軸上に配置されている。軸保持板３２ａの開口縁には傾斜面３２ａ１が設けられている。傾斜面３２ａ１を設けることによって、軸保持板３２ａに対する駆動軸５２の挿入を好適にガイドすることができ、また、傾斜面３２ａ１と駆動軸５１との間の隙間を接着剤溜まり部として活用することができる。軸保持板３２ｂには、厚板部３２ｂ１と薄板部３２ｂ２が設けられている。厚板部３２ｂ１と薄板部３２ｂ２間の板厚差に応じた凹部は、接着剤溜まり部として活用される。軸保持板３２ａ、３２ｂに対して接着剤溜まり部を設けることによって、駆動軸５１をより強固に接着保持することが可能になる。なお、軸保持板３２ａの背面及び軸保持板３２ｂの各背面にも、接着剤溜まり部が設けられている。各軸保持板３２ａ、３２ｂへの接着剤の塗布方法は任意である。例えば、駆動軸５２が挿入された状態の軸保持板３２ａの開口部に対して上方から接着剤を塗布する。同様に、駆動軸５２が挿入された状態の軸保持板３２ｂの開口部に対して下方から塗布する。

図４に示すように、レンズホルダ３１の外周側面には、複数の溝３３が設けられている。溝３３は、ｙ軸（レンズホルダ３１の移動方向）を長手方向として延在する凹状部分である。溝３３は、レンズホルダ３１の上端面から下端面まで延在する。各溝３３の凹み量（深さ）、幅、長さは、等しい。溝３３の間には、中間領域３４が設けられている。中間領域３４は、互いに隣り合う溝３３間に配置される。中間領域３４は、ｙ軸を長手方向として延在する凸状部分である。

図５及び図６を参照して、レンズホルダ３１の構成について更に説明する。図５及び図６に示す光軸位置Ｐ０は、レンズホルダ３１が保持するレンズ群の光軸の位置に対応する。光軸位置Ｐ０を中心として放射線状にレンズホルダ３１の上面視形状を分割することによって、次のように軸線が設定される。一端をＰ１とし他端をＰ７とする軸線、一端をＰ２とし他端をＰ８とする軸線、一端をＰ３とし他端をＰ９とする軸線、一端をＰ４とし他端をＰ１０とする軸線、一端をＰ５とし他端をＰ１１とする軸線、および一端をＰ６とし他端をＰ１２とする軸線が設定される。図５に模式的に示すように、互いに隣合う軸線同士がなす角度は３０°であるが、これに限られるべきものではない。以下、軸線の端部を示すＰ１〜Ｐ１２を外周位置と呼ぶ。

図５に示すように、軸保持部４０と突片部３５とは共通の軸線上に配置されている。軸保持部４０は、突片部３５の配置位置に対して逆側に位置する。軸保持部４０と突片部３５間の外周側面３１ａには、溝３３ａ〜３３ｅがこの順で配置されている。軸保持部４０と突片部３５間の外周側面３１ｂには、溝３３ｆ〜３３ｊがこの順で配置されている。なお、突片部３５は、一組の突片３５が配置されている部分である。

図５に示すように、溝３３ａ〜３３ｊ夫々は、弧状に窪んでいる。溝３３ｂの凹み量Ｄ１は、レンズホルダ３１の機械的強度を確保するために１００μｍ以下であることが好ましい。他の溝についても同様である。好ましくは、溝３３の凹み量Ｄ１は、３０μｍ〜１００μｍに設定すると良い。より好ましくは、溝３３の凹み量Ｄ１は、３０μｍ〜５０μｍに設定すると良い。これによって、レンズホルダの機械的な強度を十分に保ちつつ、カメラモジュール１００の動作時に生じるノイズ音を効果的に低減することができる。複数の溝３３の間で溝の凹み量（深さ）を等しくすることによって、空気の逃げ空間が均一に設けられ、空気抵抗の空間ばらつきを抑えることが可能になる。

溝３３ａ〜溝３３ｊは、対称的に配置されている。具体的には、溝３３ａと溝３３ｆは、光軸位置Ｐ０を中心として対称配置されている。溝３３ｂと溝３３ｇ、溝３３ｃと溝３３ｈ、溝３３ｄと溝３３ｉ、溝３３ｅと溝３３ｊについても同様である。このように、溝３３ａ〜３３ｅと、溝３３ｆ〜３３ｊは、対称配置されている。複数の溝３３をレンズホルダ３１の外周において対称的に配置することによって、空気の逃げ空間を均一に設け、空気抵抗の空間ばらつきを抑えることが可能になる。これによって、カメラモジュール１００の動作時に生じるノイズ音を低減することができる。

各溝３３は、曲率半径１０−Ｒ１．５の曲面を有する。各溝３３を曲面で構成することによって、レンズホルダ３１に対して溝を設けることに伴うレンズホルダ３１の機械的な強度の低下を抑制することができる。なお、溝３３ｇの横幅＝Ｗ１０であり、他の溝も同じ横幅を有する。

レンズホルダ３１の外周側面には、１０個の溝３３が形成されている。外周側面３１ａに５個の溝３３が形成され、外周側面３１ｂに５個の溝３３が形成されている。外周位置Ｐ１と外周位置Ｐ７間を結ぶ軸線の左右に同数の溝３３を配置することによって、空気の逃げ空間を空間内に均一に設け、空気抵抗の空間ばらつきを抑えることが可能になる。これによって、カメラモジュール１００の動作時に生じるノイズ音を低減することができる。なお、レンズホルダ３１の外周側面の全面積の５０％以上は、上述の１０個の溝３３によって占められる。このようにレンズホルダ３１の外周側面の全面積に対する溝３３の占有面積を５０％以上とすることによって、レンズホルダ３１の一方の端面から他方の端面側に至る空気の流動路を十分に確保することが可能になる。

各溝３３は、一定の間隔をあけて配置され、互いに隣り合う溝３３間に上述の中間領域３４が設けられている。一定間隔で溝３３を設けることによって、レンズホルダ３１の外周を通過する空気の流れを整えることが可能になり、いわゆる風切り音を低減することが可能となる。また、隣り合う溝３３間に中間領域３４を設けることによって、レンズホルダ３１の肉厚を確保することができ、溝３３の形成に応じたレンズホルダ３１の機械的強度の低下を抑制することができる。

レンズホルダに対してレンズを圧入する場合、レンズホルダの強度をある程度確保しておく必要がある。レンズホルダの強度が弱い場合、レンズホルダによりレンズを強固に保持することが難しくなる。本実施形態では、隣合う溝間に中間領域３４を設けており、上述のように、レンズホルダ３１の強度をある程度確保することができる。

図６に示すように、軸保持部４０と突片部３５間の外周側面３１ａには、中間領域３４ａ〜３４ｅがこの順で配置されている。軸保持部４０と突片部３５間の外周側面３１ｂには、中間領域３４ｆ〜３４ｊがこの順で配置されている。なお、中間領域３４ｅは、外周側面３１ｂにも存在する。中間領域３４ｊは、外周側面３１ａにも存在する。中間領域３４は、孤状に突出した部分である。中間領域３４は、光軸位置Ｐ０を中心とする円を構成する孤部分である。

中間領域３４ａと中間領域３４ｆは、光軸位置Ｐ０を中心として対称配置されている。中間領域３４ｂと中間領域３４ｇ、中間領域３４ｃと中間領域３４ｈ、中間領域３４ｄと中間領域３４ｉ、中間領域３４ｅと中間領域３４ｊ、及び中間領域３４ａ〜３４ｅと中間領域３４ｆ〜３４ｊについても同様である。溝の対称配置に応じて、光軸位置Ｐ０を中心として中間領域も対称的に配置される。

図７を参照して駆動軸の保持態様について説明する。なお、図７は、駆動軸の保持態様を説明するための概略図であり、レンズホルダ３１の外周に形成された溝３３は図示されていない。駆動軸の保持方法は任意であり、図７に示す保持方法に限定されるべきではない。

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。駆動軸５１から離間する方向に、押え板４２、バネ４３、押え板４４がこの順で配置される。本体部４１は、駆動軸５１が挿通される開口を有する。また、本体部４１は、押え板４２、バネ４３、及び押さえ板４４を収納する空間を有する。押え板４２は、矩形状の平板状部材である。バネ４３は、一般的なコイル状バネである。押え板４４は、矩形状の平板状部材である。

本体部４１に対して、押え板４２、バネ４３、及び押え板４４がこの順に押し込まれる。本体部４１に対して押え板４４を接着固定することで、押え板４２、バネ４３、及び押え板４４が本体部４１内で位置固定される。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を駆動軸５１側へ付勢する。押え板４２は、バネ４３によって駆動軸５１側へ付勢される。駆動軸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。このようにして、駆動軸５１と軸保持部４０とが互いに摩擦係合した状態になる。

押え板４２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を構成すると良い。これによって、駆動軸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。

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。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。

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、駆動軸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抑制するために、ここでは、亜鉛合金の成形によって本体部４１を製造している。なお、亜鉛合金に限らず、アルミ合金、その他の金属材料を採用しても良い。

図７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１００の小型化を図ることができる。

バネ４３は、レンズホルダ３１から見た駆動軸５１の配置方向に対して９０度を成す方向へ押え板４２を付勢する。換言すると、バネ４３は、レンズホルダ３１から見た駆動軸５１の配置方向に一致する軸線Ｌｘ１に対して９０度を成す軸線Ｌｘ２に沿って押え板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１００の小型化を図ることができる。なお、軸線Ｌｘ１と軸線Ｌｘ２とが成す角度は９０度には限られない。軸線Ｌｘ１と軸線Ｌｘ２とが成す角度を、４５〜１３５度としても良い。

図８を参照して、蓋６０が外された状態のカメラモジュール１００の上面視構成について更に説明する。図８に示すように、筐体２０の上面視形状は矩形状であり、側壁部２１（２１ａ〜２１ｄ）を有する。筐体２０には４つの角部Ｃ１〜Ｃ４が設けられている。角部Ｃ１は、側壁部２１ｃと側壁部２１ｄ間の角部である。角部Ｃ２は、側壁部２１ｄと側壁部２１ａ間の角部である。角部Ｃ３は、側壁部２１ａと側壁部２１ｂ間の角部である。角部Ｃ４は、側壁部２１ｂと側壁部２１ｃ間の角部である。

角部Ｃ１には、一組の接続端子８１が設けられている。角部Ｃ２には、ピエゾ素子５０、駆動軸５１、及び軸保持部４０が設けられている。角部Ｃ３には、補強部２１ｅが設けられている。角部Ｃ４には、突片３５、及び柱部２５が設けられている。なお、突片３５は、角部Ｃ２と角部Ｃ４を結ぶ対角線に沿って延在する。補強部２１ｅは、側壁部２１ａと側壁部２１ｂ間を接続し、筐体２０の機械的強度を補強する。

カメラモジュール１００の小型化の要請に伴い、筐体２０内の自由空間は限りなく少なく、図８に示すように、筐体２０の側壁部２１ａ〜２１ｄ夫々とレンズホルダ３１間の間隔は極めて狭い。筐体２０の角部に対して機能部品を配置することによって、カメラモジュール１００の小型化を図ることができる。

角部Ｃ１に配置される接続端子８１は、板状の導電部材（例えば、金属板）である。接続端子８１の外端は、配線基板１０上に形成された配線に対して接続される。接続端子８１の内端は、ピエゾ素子５０の電極端子に対してリード線５２を介して接続される。接続端子８１ａは、リード線５２ａを介して、ピエゾ素子５０の電極端子５０ａに接続される。接続端子８１ｂは、リード線５２ｂを介して、ピエゾ素子５０の電極端子５０ｂに接続される。軸保持部４０は、部分的に、筐体２０の外周側面から露出する。

筐体２０の角部Ｃ４には、突片３５と柱部２５とが配置されている。突片３５と柱部２５は、レンズホルダ３１の回転を抑止する回転抑止部９０として機能する。

筐体２０に設けられた柱部２５は、幅狭部２５ａ、幅広部２５ｂを有する。幅狭部２５ａは、筐体２０の内周側面に結合している。幅広部２５ｂは、突片３５ａと突片３５ｂ間に配置される。幅広部２５ｂと突片３５間にはクリアランスが設けられている。柱部２５に対して突片３５が接触しない態様にて、レンズホルダ３１が移動することが理想的である。しかしながら、前方又は後方へ移動する過程にてレンズホルダ３１が回転する場合がある。突片３５と柱部２５を設けることによって、レンズホルダ３１の回転を抑止することが可能になる。

図９にカメラモジュール１００の上面図を示す。図１０にカメラモジュール１００のＢ−Ｂ線に沿う構成を点Ａから見た概略的な側面模式図を示す。

図１０に示すように、レンズホルダ３１は、筐体２０によって外囲され、蓋６０によって筐体２０内に閉じ込められている。レンズホルダ３１の下方には、配線基板１０が配置されており、レンズホルダ３１は下方からも筐体２０内に閉じ込められている。このような閉じられた空間内にてレンズホルダ３１を断続的に微小変位させると、カメラモジュール１００内の構成部材の振動／共振に伴う音、及びレンズホルダ３１の空間移動に伴う音（風切り音）が生じてしまう場合がある。ビデオ撮影時には、レンズホルダ３１の移動に応じて生じる上述の音をマイクが拾ってしまうおそれがある。

本実施形態では、上述のように、レンズホルダ３１の外周側面に対して複数の溝３３を形成している。また、各溝３３の面形状は、レンズホルダ３１の一方の端面から他方の端面側への空気の流動を妨げない態様にて形成されている。これによって、レンズホルダ３１が筐体２０内を移動する際には、レンズホルダ３１の外周側面に設けられた溝３３が空気の流動路として機能し、レンズホルダ３１の一方の端面から他方の端面側へ空気が円滑に流れ、レンズホルダ３１が受ける空気抵抗が低減される。この結果、レンズホルダ３１を断続的に微小変位させる際に生じる音、すなわち、カメラモジュール１００内の構成部品の振動／共振に伴う音、及び／又は、レンズホルダ３１の移動時に生じる風切り音を低減することができる。

レンズホルダ３１が筐体２０内を微小変位する際にレンズホルダ３１が受ける空気抵抗を低減することで、レンズホルダ３１の上下方向の移動が円滑化される。これによって、カメラモジュール１００内の構成部品の振動／共振が緩和され、これらの振動／共振に伴うノイズ音を低減することができる。また、レンズホルダ３１の一方の端面から他方の端面側へ空気が円滑に流れることで、レンズホルダ３１の移動時に生じる風切り音を低減することができる。本実施形態では、溝３３をレンズホルダ３１の移動方向に対して実質的に平行に延在させ、空気の流れがレンズホルダ３１の移動方向に沿うように整流している。これによって、このような構成しない場合と比べて、レンズホルダ３１の移動時に生じる風切り音を低減することが可能になる。

図１１を参照して、本発明者らによる評価結果を説明する。図１１は、説明の便宜上、波形を簡略的に表示している。図１１は、カメラモジュール１００の動作時のノイズ音を測定したものであり、その周波数分析を行ったものである。

図１１に示す実線は、レンズホルダ３１の外周側面に対して溝３３を設けない場合の測定結果を示す。図１１に示す点線は、レンズホルダ３１の外周側面に対して溝３３を設けた場合の測定結果を示す。図１１から明らかなように、レンズホルダ３１の外周側面に対して溝３３を設けることによって、カメラモジュール１００の動作時に測定されるカメラモジュール１００の動作時に生じるノイズ音を低減することができる。

図１２及び図１３を参照して、カメラモジュール１００が内蔵された携帯電話の構成について説明する。図１２に示すように、携帯電話（電子機器、通信端末）２００は、筐体２０１と筐体２０２とがヒンジを介して係合して構成される。筐体２０１には、画像表示部２０３、カメラ２０４、マイク２０５が設けられている。図１２に模式的に示すように、画像表示部２０３には、本人の顔が表示された領域２０３ａと、相手の顔が表示された領域２０３ｂとが表示されている。筐体２０２には、キーボード２０６が配置されている。

図１２から理解されるように、携帯電話２００は、相手先の携帯電話とビデオ通信をしている。つまり、端末間で画像と音声とが双方向に伝送されている。携帯電話２００は、携帯電話２００の保持者の顔をカメラ２０４で連続的に撮像し、かつ保持者の音声をマイク２０５で連続的に採音する。携帯電話２００は、カメラ２０４、マイク２０５それぞれから入力されるデータを処理し、基地局へ送信する。マイク２０５は、カメラ２０４と同じ筐体２０１内に配置されており、カメラ２０４にて生じる音を拾いやすい状態にある。なお、カメラ２０４は、上述のカメラモジュール１００に対応する。

図１３に、携帯電話２００の構成例を示す。図１３に示すように、携帯電話２００は、メモリ１８１、イメージセンサ１８２、コントローラ１８３、音処理回路１８４、駆動電圧生成回路１８５、ＲＦ回路１８６、Ｉ／Ｏ(Input/Output)サブシステム１８７、スクリーン１８８、および入力装置１８９を有する。コントローラ１８３は、メモリコントローラ１８３ａ、プロセッサ１８３ｂ、及びインターフェイス回路１８３ｃを有する。音処理回路１８４には、マイク１８４ａとスピーカ１８４ｂが接続される。駆動電圧生成回路１８５には、ピエゾ素子１８５ａが接続される。ＲＦ回路１８６には、アンテナ１８６ａが接続される。各構成要素の接続関係は、図１３に示すとおりであり、その説明は省略する。

メモリ１８１は、ＯＳ、各種プログラム、各種データ等を保持する一般的なメモリである。イメージセンサ１８２は、上述のイメージセンサ１２に対応する。コントローラ１８３は、演算処理、データ処理等を実行する。メモリコントローラ１８３ａは、メモリ１８１に対するメモリアクセスをコントロールする。プロセッサ１８３ｂは、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)である。インターフェイス回路１８３ｃは、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)等である。音処理回路１８４は、音波形と音データ間の変換を実行する。音処理回路１８４は、マイク１８４ａからの入力波形をデータに変換し、生成データをインターフェイス回路１８３ｃへ伝送する。音処理回路１８４は、インターフェイス回路１８３ｃから受信したデータに応じて駆動波形を生成し、生成した駆動波形によってスピーカ１８４ｂを駆動する。

駆動電圧生成回路１８５は、ピエゾ素子５０を駆動する。駆動電圧生成回路１８５は、インターフェイス回路１８３ｃから伝達される制御信号に応じて、ピエゾ素子１８５ａに対して駆動電圧を印加する。なお、ピエゾ素子１８５ａは、上述のピエゾ素子５０に対応する。

ＲＦ回路１８６は、インターフェイス回路１８３ｃから伝送されるデータをＲＦ(Radio Frequency)に変換してアンテナ１８６ａを介して基地局へ送信する。ＲＦ回路１８６は、基地局から受信したＲＦ信号をデジタル変換し、生成したデータをインターフェイス回路１８３ｃに伝送する。

Ｉ／Ｏサブシステム１８７は、入出力を制御するサブシステムである。Ｉ／Ｏサブシステム１８７には、スクリーン１８８と入力装置１８９とが接続される。なお、スクリーン１８８は、例えば、液晶表示装置である。入力装置１８９は、キーボード等である。

ビデオ通話時、マイク１８４ａを介して入力した音波形は、音処理回路１８４によって音データに変換される。この音データは、インターフェイス回路１８３ｃとＲＦ回路１８６を介して基地局へ送信される。イメージセンサ１８２を介して入力した画像データは、インターフェイス回路１８３ｃとＲＦ回路１８６を介して基地局へ送信される。イメージセンサ１８２を介して入力した画像データは、同時に、インターフェイス回路１８３ｃ、Ｉ／Ｏサブシステム１８７を介してスクリーン１８８へ転送される。これに応じて、スクリーン１８８は、入力画像データを表示する。ビデオ通話時、アンテナを介して入力した音データは、ＲＦ回路１８６、インターフェイス回路１８３ｃを介して音処理回路１８４に転送され、音処理回路１８４は、入力した音データに応じてスピーカ１８４ｂを駆動する。アンテナを介して入力した映像データは、ＲＦ回路１８６、インターフェイス回路１８３ｃ、Ｉ／Ｏサブシステム１８７を介して、スクリーン１８８に転送される。これに応じて、スクリーン１８８は、入力データに応じた画像を映す。このようにして、図１２に模式的に示したビデオ通話が実行される。なお、具体的なシステム構成は任意であり、上述の例に限定されるべきではない。

図１４を参照して、駆動電圧生成回路１８５が生成する駆動電圧波形とレンズホルダ３１の変位との関係について説明する。図１４に示すように、ピエゾ素子に対して印加される駆動電圧はノコギリ状であり、急峻に立ち上がるとき、レンズホルダ３１は矢印で模式的に示すように変位する。つまり、時刻ｔ１−ｔ２、ｔ３−ｔ４、ｔ５−ｔ６間で、レンズホルダ３１は変位する。駆動電圧が緩慢に立ち下がるとき、レンズホルダ３１は変位しない。つまり、時刻ｔ２−ｔ３、ｔ４−ｔ５間でレンズホルダ３１は変位しない。なお、レンズホルダ３１を逆方向へ変位させる場合には、急峻に立ち下がり、緩慢に立ち上がるノコギリ歯状の電圧波形をピエゾ素子に対して印加する。

図１５を参照して、ビデオ通話時の携帯電話２００の動作状態について説明する。時刻ｔ１１〜ｔ１２の間、レンズ位置は撮像素子側へ変位する。このとき、携帯電話２００は、イメージセンサ１８２によって画像を連続して取得している。また、携帯電話２００は、マイク１８４ａを介して連続的に採音している。時刻ｔ１２〜ｔ１３の間、レンズ位置は物体側へ変位する。このとき、携帯電話２００は、イメージセンサ１８２によって画像を連続して取得している。また、携帯電話２００は、マイク１８４ａを介して連続的に採音している。時刻ｔ１３〜ｔ１４の間、レンズ位置は撮像素子側へ変位する。このとき、携帯電話２００は、イメージセンサ１８２によって画像を連続して取得している。また、携帯電話２００は、マイク１８４ａを介して連続的に採音している。なお、レンズは、図１４に示す微小変位（矢印で示す変位）が断続的に生じることによって移動する。

図１５に示すように、レンズを断続的に上下に変位させる場合、カメラモジュール１００の構成要素の振動／共振による音、およびレンズホルダ３１の風切り音が生じてしまう場合がある。そして、ビデオ撮影時には、画像取得と同時に取得する外来音にカメラモジュール１００の動作時に生じる音がノイズ音として重畳してしまうおそれがある。本実施形態では、上述のようにレンズホルダ３１の外周側面に溝３３を形成している。これによって、上述の理由から、カメラモジュール１００を静音動作可能とすることができ、例えば、ビデオ撮影により適したものとすることができる。カメラモジュールの静動作特性の向上によって、製品自体の魅力の向上を図ることができる。

実施の形態２
図１６を参照して、実施の形態２について説明する。図１６にカメラモジュール１００の概略的な模式図を示す。本実施形態では、実施の形態１とは異なる駆動方式にてレンズホルダ３１を駆動する。このような場合であっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、レンズホルダ３１の外周側面には、実施の形態１と同様の溝３３が形成されているものとする。

図１６に示すように、ピエゾ素子５０は、固定側部材である配線基板１０に対して接着固定されている。駆動軸５１は、ピエゾ素子５０の上面に対して接着固定されている。レンズホルダ３１は、軸保持部４０を介して駆動軸５１に対して係合している。軸保持部４０は、レンズホルダ３１の外周に対して設けられており、駆動軸５１に対して摩擦係合している。レンズホルダ３１は、レンズＬ１、Ｌ２を保持している。

ピエゾ素子５０の駆動に応じて、レンズホルダ３１が物体側又は撮像素子側へ変位することは実施の形態１と同様である。ただし、実施の形態２の場合、駆動電圧が緩慢に変化する期間にレンズホルダ３１が変位する。具体的には、図１４に示す場合、時刻ｔ２−ｔ３、時刻ｔ４−ｔ５の期間にレンズホルダ３１が変位する。本実施形態の場合にも、実施の形態１で説明したものと同様の効果を得ることができる。なお、ピエゾ素子５０に代えて、駆動軸５１を筐体２０に対して固着させても良い。

図１７を参照してバリエーションについて説明する。図１７に示すように、透明基板１３に対してイメージセンサ１２をバンプ接続しても良い。透明基板１３を筐体２０に対して固着することで、イメージセンサ１２と筐体２０間の相対的な位置関係を決定することができ、配置誤差を抑制した形で撮像系を組むことができる。

透明基板１３の背面には配線パターンが形成されている。イメージセンサ１２に設けられた端子は、バンプを介して配線パターンに接続される。透明基板１３の配線パターンは、バンプを介して、配線基板１０上に配線パターンに対して接続される。このようにして、透明基板１３に形成された配線パターンを介して、イメージセンサ１２と配線基板１０とが電気的に接続される。なお、配線基板１０には、コネクタ１０ｐが設けられている。コネクタ１０ｐを介してカメラモジュール１００が生成した画像データが外部出力される。コネクタ１０ｐを介して外部から電力、制御信号等がカメラモジュールに入力される。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、溝の延在に応じて、溝深さを調整しても良い。必ずしも直線状に溝を形成する必要はなく、孤状に溝を形成しても良い。レンズホルダの具体的な形状は任意であり、筒状部材に限定されるべきではない。レンズホルダによって保持するレンズ枚数は任意である。筐体の具体的な構成は任意である。レンズホルダ以外の部品を被駆動体としても良い。

１００ カメラモジュール
１０ 配線基板
１２ イメージセンサ
１３ 透明基板
２０ 筐体
２１ 側壁部
２５ 柱部
３０ 駆動ユニット
３１ レンズホルダ
３２ 軸保持板
３３ 溝
３４ 中間領域
３５ 突片（突片部）
４０ 軸保持部
５０ ピエゾ素子
５１ 駆動軸
５２ リード線
６０ 蓋
８１ 接続端子
９０ 回転抑止部

Claims (11)

1. 物体側及び撮像素子側の少なくとも一方へレンズ保持体を変位させるレンズ駆動装置であって、
   前記レンズ保持体の外周側面には、物体側又は撮像素子側に臨む前記レンズ保持体の端面から他方の端面側へ延在する複数の溝部が設けられており、
   複数の前記溝部夫々の面形状は、前記レンズ保持体の前記一方の端面から前記他方の端面側への空気の流動を妨げないように構成されている、レンズ駆動装置。
2. 複数の前記溝部夫々は、前記レンズ保持体が保持するレンズ群の光軸に対して実質的に平行に延在することを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 複数の前記溝部夫々は、前記レンズ保持体の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 複数の前記溝部夫々は、当該溝部の延在方向に直交する方向において弧状に窪んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. 複数の前記溝部の深さは、複数の前記溝部間で実質的に等しい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レンズ駆動装置。
6. 複数の前記溝部は、前記レンズ保持体の前記端面を正面視したとき、対称的に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
7. 複数の前記溝部夫々は、間隔をあけて配置されており、
   前記レンズ保持体の外周側面の全面積に占める複数の前記溝部の面積の割合は５０％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
8. 前記レンズ保持体は、当該レンズ保持体の外周側面を囲む筐体内に配置され、
   複数の前記溝部夫々は、前記筐体内で前記レンズ保持体が変位する際に空気の流動路として機能することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記レンズ保持体の外周側面には、駆動軸を保持する軸保持部、および前記レンズ保持体の回転を抑止するための回転抑止部が設けられており、
   前記軸保持部と前記回転抑止部間に弧状に延在する前記レンズ保持体の前記外周側面の一方に設けられる前記溝部の数は、前記軸保持部と前記回転抑止部間に弧状に延在する前記レンズ保持体の前記外周側面の他方に設けられる前記溝部の数に一致することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    前記レンズ保持体が保持するレンズを介して被写体像を撮像する撮像素子と、
    を備えることを特徴とする画像取得装置。
11. 請求項１０に記載の画像取得装置を備え、撮像と採音とを同時に実行可能に構成された電子機器。

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