JP2016122055A - アクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】さらなる低背化を実現できるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供する。【解決手段】コイル部及びマグネット部を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、被駆動部を傾斜させて振れ補正を行うアクチュエーターにおいて、支持部が、ベース部材にマグネット部及びコイル部の一方を配設した固定体に対して、被駆動部が載置される枠状の保持部材にマグネット部及びコイル部の他方を配設した可動体を、傾斜可能に支持する。保持部材は段差を有し、この段差は、被駆動部の載置部位を、コイル部及びマグネット部の一方の配設部位よりもベース部材に近接させる。【選択図】図７

Description

本発明は、手振れ補正用のアクチュエーター、手振れ補正機能を有するカメラモジュール及びカメラ搭載装置に関する。

一般に、スマートフォン等の携帯端末には、小型のカメラモジュールが搭載されている。被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うオートフォーカス機能及び撮影時に生じる手振れ（振動）を補正して画像の乱れを軽減する手振れ補正機能（ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を備えているものも多い。
手振れ補正の方式としては、撮像モジュールを一体的に傾けるモジュールチルト方式が知られている（例えば特許文献１）。撮像モジュールとは、レンズ部と撮像素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device））を有するモジュールであり、オートフォーカス用のアクチュエーターを有するものも含まれる。
以下において、オートフォーカス用のアクチュエーターを「ＡＦ用アクチュエーター」、手振れ補正用のアクチュエーターを「ＯＩＳ用アクチュエーター」と称する。

図１は、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す外観図である。図２は、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す分解斜視図である。
図１、２に示すように、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュール２は、固定体２１、可動体２２、弾性支持部２３、撮像モジュール２４、及び振れ検出部２５を備える。固定体２１、可動体２２、及び弾性支持部２３によって、ＯＩＳ用アクチュエーターが構成される。

固定体２１は、ベース部材２１１、コイル部２１２、及びＯＩＳ用プリント配線基板２１３を有する。コイル部２１２は、ベース部材２１１に配置される。ＯＩＳ用プリント配線基板２１３は、コイル部２１２に給電するとともに、振れ検出部２５の検出信号を制御部に出力する。

可動体２２は、ヨーク２２１、マグネット部２２２、トッププレート２２３、及びモジュールガイド２２４を有する。ヨーク２２１及びマグネット部２２２は、トッププレート２２３に形成されたそれぞれの収容部に配置される。モジュールガイド２２４は、トッププレート２２３に固定される。一組のモジュールガイド２２４に挟持された空間に撮像モジュール２４が配置され、固定される。

弾性支持部２３は２軸ジンバル機構を有し、外側ジンバルに可動体２２（トッププレート２２３）が固定される。弾性支持部２３は、ベース部材２１１の略中央に浮遊した状態で配置され、ストッパー２３１によって固定される。弾性支持部２３は、光軸（Ｚ軸）に直交するＸ軸及びＹ軸を中心として可動体２２を揺動回転可能に支持する、すなわち傾斜可能に支持する。

振れ検出部２５は、例えば撮像モジュール２４の角速度を検出するジャイロセンサーで構成される。振れ検出部２５は、可動体２２のモジュールガイド２２４の側面に固定される。振れ検出部２５の検出信号は、固定体２１であるＯＩＳ用プリント配線基板２１３を介して制御部に出力される。

コイル部２１２及びマグネット部２２２によって、ＯＩＳ用ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）が構成される。すなわち、コイル部２１２に電流が流れると、マグネット部２２２の磁界とコイル部２１２に流れる電流との相互作用により、コイル部２１２にローレンツ力が生じる（フレミング左手の法則）。コイル部２１２は固定されているので、マグネット部２２２に反力が働く。この反力がＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力となる。可動体２２は、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力と弾性支持部２３の復元力（復帰力）とが釣り合う状態となるまで揺動回転する。これにより、手振れによる光軸のズレが補正され、光軸方向が一定に保持される。

特開２０１４−１０２８７号公報

近年では、携帯端末の薄型化に伴い、カメラモジュールのさらなる低背化が望まれている。しかしながら、上述した従来の構造では、位置決めや固定のためにモジュールガイド２２４、ストッパー２３１等を用いているため、さらなる低背化を図ることが困難である。

本発明の目的は、さらなる低背化を実現できるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。特に、被駆動部（例えば撮像モジュール）の載置部位が低くなるので、さらなる低背化をより確実に実現することができるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。また、低背化を図りつつ、磁気効率を上げて低消費電力化を図ることができるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。

本発明に係るアクチュエーターは、コイル部及びマグネット部を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、被駆動部を傾斜させて振れ補正を行うアクチュエーターであって、ベース部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記ベース部材に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか一方を配設して形成される固定体と、前記ベース部材とは反対側の面に前記被駆動部が載置される枠状の保持部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記保持部材の前記ベース部材側の面に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか他方を配設して形成される可動体と、前記ベース部材に配置され、前記固定体に対して前記可動体を傾斜可能に支持する支持部と、を備え、前記保持部材は、前記被駆動部の載置部位を前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方の配設部位よりも前記ベース部材に近接させる段差を有する、構成を採る。

本発明に係るカメラモジュールは、上記のアクチュエーターと、レンズ部及び撮像素子を有し、前記被駆動部として前記保持部材に接着される撮像モジュールと、前記撮像モジュールの振れを検出する振れ検出部と、を備える構成を採る。

本発明に係るカメラ搭載装置は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、上記のカメラモジュールを備える構成を採る。

本発明によれば、従来の構成に比較して部品点数が少なくなるので、さらなる低背化を図ることができるとともに、組み立て工程が容易になる。特に、被駆動部（例えば撮像モジュール）の載置部位が低くなるので、さらなる低背化をより確実に実現することができる。また、低背化を図りつつ、コイル部及びマグネット部の配置位置を規制しないので、磁気効率を上げて低消費電力化を図ることができる。

従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す外観図 従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す分解斜視図 本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンを示す図 カメラモジュールの外観斜視図 カメラモジュールの分解斜視図 カメラモジュールのＹ方向に沿う断面図 カメラモジュールのＸ方向に沿う断面図 弾性支持部が取り付けられたヨークの底面図 本発明の一実施の形態に係る車載用カメラを搭載する自動車を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュール１００を搭載するスマートフォンＭを示す図である。図３ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図３ＢはスマートフォンＭの背面図である。

スマートフォンＭは、例えば背面カメラＯＣとして、カメラモジュール１００を搭載する。カメラモジュール１００は、オートフォーカス機能及び手振れ補正機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる手振れ（振動）を補正して像ぶれのない画像を撮影することができる。カメラモジュール１００の手振れ補正機能には、モジュールチルト方式が採用される。モジュールチルト方式は、画面四隅に歪みが生じないという利点を有する。

図４は、カメラモジュール１００の外観斜視図である。図５は、カメラモジュール１００の分解斜視図である。図６は、カメラモジュール１００のＹ方向に沿う断面図である。図７は、カメラモジュール１００のＸ方向に沿う断面図である。なお、図６及び図７は、特にボイスコイルモーター部分の磁気回路部を示す。

ここでは、図４〜７に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。カメラモジュール１００は、スマートフォンＭで実際に撮影が行われる場合に、Ｘ方向が上下方向（又は左右方向）、Ｙ方向が左右方向（又は上下方向）、Ｚ方向（光軸方向を含む）が前後方向となるように搭載される。

図４〜図７に示すように、カメラモジュール１００は、固定体１１、可動体１２、弾性支持部１３、撮像モジュール１４、振れ検出部１５、及び位置ずれ検出部１６等を備える。固定体１１、可動体１２、及び弾性支持部１３によって、ＯＩＳ用アクチュエーターＡが構成される。ＯＩＳ用アクチュエーターＡにおいては、コイル部１１２及びマグネット部１２２を有するＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力を用いて手振れ補正が行われる。

固定体１１は、スマートフォンＭに実装したときに移動不能に固定される。固定体１１は、弾性支持部１３を介して可動体１２を可動可能に支持する。固定体１１は、ベース部材１１１、コイル部１１２、ＯＩＳ用プリント配線基板１１３、スカート部材（カバー部材）１１４、本体カバー部材（以下、「カバー部材」という）１１５、及びプリント回路基板１１７を有する。

ベース部材１１１は、金属材料からなる略矩形状の部材であり、プリント回路基板１１７上に配置されている。ベース部材１１１を金属製とすることにより、樹脂製の場合に比較して強度が高くなるので、ベース部材１１１を薄くすることができ、ひいてはカメラモジュール１００の低背化を図ることができる。

ベース部材１１１は、中央に、弾性支持部１３を固定するための角錐台状の突出部１１１ａを有する。ベース部材１１１は、突出部１１１ａの周囲に、コイル部１１２へ給電するためのパット状の給電部１１１ｂを有する。ベース部材１１１は、突出部１１１ａの周囲において給電部１１１ｂを避けて切り欠いた部位１１１Ｃに位置ずれ検出部１６が配置されている。

位置ずれ検出部１６は、例えば、ホール素子等により構成され、弾性支持部１３を介して固定体１１１に取り付けられた際の可動体１２の傾き、詳細には、撮像モジュール１４の自重によるオフセット（自重だれ）、或いは、取り付けられた際の撮像モジュール１４のＦＰＣの反力によるオフセットを検出する。これにより、カメラモジュール１００は、位置ずれ検出部１６を用いて、撮像モジュール１４のオフセット位置を検出して補正することにより、振れ検出部１５の検出の際の基準位置に、撮像モジュール１４を傾くこと無く正確に位置させることができる。

また、ベース部材１１１は、周縁部を構成する４辺の中央部分に、カバー部材１１５及びスカート部材１１４を固定する際の位置決めを行う突出辺部１１１１を有する。この突出辺部１１１１は、スカート部材１１４及びカバー部材１１５が取り付けられた際に、それぞれの切り欠き部１１４１、１１５１に係合する。具体的には、スカート部材１１４は、切り欠き部１１４１を、突出辺部１１１１に係合することにより、ベース部材１１１の外周縁に外嵌して位置決め固定される。カバー部材１１５は、切り欠き部１１５１をベース部材１１１の突出辺部１１１１に係合させるとともに、スカート部材１１４の外周面に外嵌させる。これにより、カバー部材１１５もベース部材１１１の突出部１１１１により位置決めされる。

コイル部１１２は、４つのチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄで構成され、突出部１１１ａを囲繞するようにベース部材１１１に配置される。コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）は、コイルの巻回軸を、ベース部材１１１とヨーク（保持部材）１２０との対向方向（ここでは、Ｚ方向）に向けて配設されている。コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）には、給電部１１１ｂを介して給電が行われる。

チルトコイル１１２Ａ、１１２ＣはＸ方向に対向し、可動体１２を、Ｙ軸を中心に回転揺動させる場合に使用される。チルトコイル１１２Ｂ、１１２ＤはＹ方向に対向し、可動体１２を、Ｘ軸を中心に回転揺動させる場合に使用される。

ＯＩＳ用プリント配線基板１１３は、コイル部１１２に給電するための電源ライン（図示略）を有する。ＯＩＳ用プリント配線基板１１３は、ベース部材１１１の底面に固定され、電源ラインは、ベース部材１１１の給電部１１１ｂに電気的に接続される。

スカート部材１１４は、４つの壁体１１４ｂを矩形枠状に連結した部材であり、撮像モジュール１４の受容口１１４ａを有する。スカート部材１１４は、ベース部材１１１の突出片部１１１１に対応する位置、つまり、スカート部材１１４の各壁体１１４ｂの下端部の中央部分に、切り欠き部１１４１を有する。スカート部材１１４の各壁体１１４ｂの上部には、各上部から内側に僅かに張り出して形成された矩形枠状の規制部１１４ｄを有し、規制部１１４ｄは、枠状内、つまり、スカート部材１１４の受容口１１４ａ内に配置される可動体１２が過剰に傾斜するのを防止する。

スカート部材１１４は、ベース部材１１１に弾性支持部１３を介して可動体１２が取り付けられた後、ベース部材１１１の外周縁に外嵌することにより固定される。ベース部材１１１とスカート部材１１４との間に可動体１２が挟装されることになる。

カバー部材１１５は、上面の蓋部分に開口１１５ａを有する有蓋矩形筒状の部材である。カバー部材１１５は、開口部１１５ａを介して撮像モジュール１４のレンズ部１４１を外部に臨ませる。カバー部材１１５は、筒状の周壁部分の下端部に、ベース部材１１１の突出片部１１１１に対応する位置に形成された切り欠き部１１５１を有する。

カバー部材１１５は、ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４が搭載された後、スカート部材１１４に外嵌して、切り欠き部１１５１をベース部材１１１の突出片部１１１１に係合させることによりベース部材１１１に固定される。カバー部材１１５の一側面には、撮像モジュール用プリント配線基板１４３を外部に引き出すための引出口１１５ｂが形成されている。引出口１１５ｂは、カバー部材１１５の一側面の一部を加工して外方に張り出すフード部１１５ｃを形成することによって、フード部１１５ｃの下方に形成されている。

可動体１２は、固定体１１に対してＸ軸及びＹ軸を中心に揺動回転する。可動体１２は、ヨーク（保持部材）１２０、マグネット部１２２、及び位置決めプレート１２６を有する。ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４を実装する際、ヨーク１２０は、撮像モジュール１４を直接保持する。撮像モジュール１４は、例えば両面テープ或いは樹脂製の接着剤等によって、ヨーク１２０の上面に接着される。この構成により、特許文献１に記載のモジュールガイドのような位置決め部材を用いることなく、治具を使用することにより、ヨーク１２０に撮像モジュール１４を高精度で位置決めして固定することができる。

ヨーク１２０は、磁性材料により形成された矩形枠状の部材であり、矩形枠状のヨーク本体（保持部本体）１２１と、ヨーク本体１２１の枠状内側に設けられ、且つ、載置される撮像モジュール１４を固定する平枠状の保持枠部１２１１とを有する。

ヨーク本体１２１は、下面にマグネット部１２２が固定される４つの平板を矩形状に連結した平枠状の上板部１２１ａを有する。ヨーク本体１２１は、上板部１２１ａの外周縁部（具体的には、上板部１２１ａを構成する各平板の外縁部）に沿って、下方に向けて突出し垂れ下がるように形成された外側垂下部１２１ｂを有する。また、ヨーク本体１２１は、上板部１２１ａの内周縁部（具体的には、上板部１２１ａを構成する各平板の内縁部）に沿って、下方に向けて突出し垂れ下がるように形成された内側垂下部１２１ｃを有する。すなわち、ヨーク本体１２１の１辺の断面形状は、ベース部材１１１側に開口する凹状であり、つまり、下方に開口する「Ｕ」字状となっている。この凹状内の底面である上板部１２１ａが、保持枠部１２１１よりもベース部材１１１から離間する位置に位置する。また、ヨーク本体１２１の内側垂下部１２１ｃの下端部に保持枠部１２１１の外周縁部が接合されている。保持枠部１２１１の上面（ヨーク１２０の上面の一部）に、撮像モジュール１４の底面が両面テープ或いは樹脂製の接着剤により固定される。

このように、ヨーク１２０では、マグネット部１２２が固定されるヨーク本体１２１の上板部１２１ａは、内側垂下部１２１ｃを介して、撮像モジュール１４が固定される保持枠部１２１１より外周側で、且つ、保持枠部１２１１よりも高い位置に位置している。つまり、上板部１２１ａは、保持枠部１２１１の周囲で、保持枠部１２１１よりもベース部材１１１からＺ方向に離れた位置に配置されている。

この構成により、保持枠部１２１１と上板部１２１ａとの間には、保持枠部１２１１を上板部１２１ａよりもベース部材１１１に近接させる段差が形成され、ヨーク１２０全体では、中央に凹状部が形成され、この凹部内に撮像モジュール１４が固定される。

マグネット部１２２は、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄに対応する、直方体状の４つの永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄで構成される。永久磁石の代わりに電磁石を用いてもよい。永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの大きさは、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの内側に収まる程度とされる。

永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、ヨーク１２０のそれぞれの平板の下面に、着磁方向がＺ方向となるように配置され、例えば接着により固定される。ここでは、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄを所定の位置に配置されるように形成された位置決めプレート１２６を介して固定されている。位置決めプレート１２６は、磁性材料或いは非磁性材料で形成され上板部１２１ａの下面の形状に対応した形状をなし、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの配置箇所に対応した４つのスリットが形成されている。この位置決めプレート１２６を上板部１２１ａの下面に両面テープ或いは接着剤等により固定し、位置決めプレート１２６の各スリットに永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄを上板部１２１ａの下面に接触させつつ填め込む。これにより、ヨーク１２０に対して永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは高精度で位置決めされて固定される（図６〜図８参照）。

また、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、ヨーク１２０の内側垂下部１２１ｃと外側垂下部１２１ｂの間に位置する。ここでは、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、内側垂下部１２１ｃと外側垂下部１２１ｂのそれぞれに対してギャップを設けた位置で、それぞれに対向する。

マグネット部１２２とヨーク１２０（詳細にはヨーク本体１２１）との間にコイル部１１２が位置する（図５、６参照）。マグネット部１２２は、コイル部１１２の巻線の巻回軸上に位置する。マグネット部１２２及びコイル部１１２は、ヨーク１２０及びベース部材１１１において、コイル部１１２の中央部を撮像モジュール１４の接着方向に沿って開口させ、このコイル部１１２の中央部にマグネット部１２２が突出するように配置されている。

具体的には、外側垂下部１２１ｂと永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄとの間、及び内側垂下部１２１ｃと永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの間にチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄが位置する。このように、コイル部１１２の周囲はヨーク１２０によって覆われるので、コイル部１１２の通電電流による磁界に起因して、撮像モジュール１４のＡＦ用アクチュエーターが悪影響を受けるのを回避できる。

また、マグネット部１２２及びコイル部１１２、つまりこれらを有する磁気回路部が、撮像モジュール１４の下端部と保持枠部１２１１の外周側（具体的には、ＸＹ方向側）に位置する。つまり、マグネット部１２２及びコイル部１１２を有する磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部と保持枠部１２１１の真下には配置されていない。すなわち、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）及びコイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）は、撮像モジュール１４の下端部とヨーク１２０の保持枠部１２１１とのＸＹ方向の外周側で、ベース部材１１１上に配置されている。

弾性支持部１３は、２軸ジンバル機構を有する矩形状の部材（いわゆるジンバルばね）で構成される。図８は、弾性支持部の説明に供する図であり、弾性支持部が取り付けられたヨークの底面図である。

弾性支持部１３は、図８に示すように、中央部１３ａと、中央部１３ａに内側ジンバル１３ｂを介在して連接されＸ軸及びＹ軸を中心に回転揺動する外側ジンバル１３ｃを有する。なお、図８では、弾性支持部１３であるジンバルを、他の構成部材と差別化するためにハッチングで示している。図８に示すように、中央部１３ａは矩形枠状を有し、内側ジンバル１３ｂは入り組んだ湾曲形状を有する。外側ジンバル１３ｃは、ここでは２本の細長板状を有し、中央部１３ａで互いに対向する一対の辺部の外側に、それぞれの辺部と平行に配置されている。外側ジンバル１３ｃの中央部で内側シンバル１３ｂの一端と接合されている。なお、内側シンバルの他端は中央部１３ａに接合されている。

弾性支持部１３の中央部１３ａが、ベース部材１１１の突出部１１１ａに外嵌して接着または溶接される。これにより、弾性支持部１３では、図７に示すように、中央部１１１ａより外周側の部分は、ベース部材１１１の上面から所定間隔して位置した状態となる。なお、この所定間隔は、弾性支持体１３が可動するＸ方向、Ｙ方向の中心軸回りに回動する際の可動範囲となる。また、図８に示すように、弾性支持部１３の外側ジンバル１３ｂは、ヨーク１２０の保持枠部１２１１の下面の平行な一対の辺部に接着または溶接される。これにより、可動体１２は、ベース部材１１１の略中央に浮遊した状態で配置され、Ｘ軸及びＹ軸を中心として揺動回転可能となる。弾性支持部１３は、ベース部材１１１に接着により固定されるので、特許文献１に記載のストッパーのような係止部材は必要ない。また、撮像モジュール１４が上面に接着された保持枠部１２１１の下面に、弾性支持部１３が、外側ジンバル１３ｃを介して取り付けられている。弾性支持部１３と撮像モジュール１４とのＺ方向に離れた長さは、ほぼ保持枠部１２１１の厚み分となる。これにより、カメラモジュール１００自体のＺ方向の長さの短縮化、つまり、カメラモジュール１００の低背化を図ることができる。

撮像モジュール１４は、レンズ部１４１、撮像素子（図示略）、ＡＦ用アクチュエーター１４２、及び撮像モジュール用プリント配線基板１４３を有する。

撮像素子（図示略）は、例えばＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサー等により構成される。撮像素子（図示略）は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３に実装される。撮像素子（図示略）は、レンズ部１４１により結像された被写体像を撮像する。

ＡＦ用アクチュエーター１４２は、例えばＡＦ用ボイスコイルモーターを有し、ＡＦ用ボイスコイルモーターの駆動力を利用して、レンズ部１４１を光軸方向に移動させる。ＡＦ用アクチュエーター１４２には、公知の技術を適用できる。

撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ここでは、可撓性を有するフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits）により構成される。撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ＡＦ用アクチュエーター１４２のコイル部（図示略）に給電するための電源ライン（図示略）、撮像素子から出力される映像信号用の信号ライン（図示略）及び振れ検出部１５から出力される検出信号用の信号ライン（図示略）を有する。撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４を搭載したときに、図７に示すように、スカート部材１１４の内側からスカート部材１１４を乗り超えて、カバー部材１１５の引出口１１５ｂを介して外部に引き出される。詳細には、撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、撮像モジュール１４の下面から上方に延出し、スカート部材１１４から所定間隔を空けた上方で、スカート部の外側に向かって延びるように折曲され、カバー部材１１５の引出口１１５ｂから外部に延出している。引き出された撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、固定体１１のプリント回路基板１１７に接続される。このように、撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、可動体１２に設けられた構成であるが、可撓性を有するため、可動体１２の可動を妨げることはない。なお、撮像モジュール用プリント配線基板１４３を途中で枝分かれさせて、映像信号用の信号ラインと検出信号用の信号ラインに別々のコネクタを装着するようにしてもよい。

振れ検出部１５は、撮像モジュール１４の振れ（動き）を検出する。振れ検出部１５は、例えば撮像モジュール１４の角速度を検出するジャイロセンサーで構成される。振れ検出部１５は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３の起立部１４３ａに実装される。振れ検出部１５の検出信号は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３を介して制御部に出力される。制御部は、この検出信号に基づいてコイル部１１２の通電電流を制御する。なお、制御部（図示略）は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３に実装するようにしてもよいし、プリント回路基板１１７に実装するようにしてもよい。また、プリント配線基板を介してスマートフォンＭに実装されている制御部を利用するようにしてもよい。

従来のカメラモジュール２（図１、図２参照）では、振れ検出部２５が可動体２２（モジュールガイド２２４）に取り付けられる一方、振れ検出部２５の検出信号は固定体２１となるＯＩＳ用プリント配線基板２１３を介して出力される。ＯＩＳ用プリント配線基板２１３によって可動体２２の揺動回転が阻害され、チルト動作の感度が低下するため、ＯＩＳ用アクチュエーターの駆動力が必然的に大きくなる。

これに対して、実施の形態に係るカメラモジュール１００においては、振れ検出部１５の検出信号は、撮像モジュール１４の撮像モジュール用プリント配線基板１４３を介して出力される。すなわち、固定体１１のＯＩＳ用プリント配線基板１１３が、可動体１２（撮像モジュール１４）の揺動回転を阻害することがない、よって、ＯＩＳ用アクチュエーターＡの駆動力を従来のものに比較して低下させることができ、消費電力を低減できる。また、固定体１１のＯＩＳ用プリント配線基板１１３はコイル部１１２への給電のためだけに用いられるので、別途電源ラインを用意することで、省略することもできる。これにより、低コスト化、省スペース化を図ることができる。

ＯＩＳ用アクチュエーターＡにおいては、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターの磁気回路部を構成するコイル部１１２及びマグネット部１２２は、可動対象である撮像モジュール１４を囲む位置に配置されている。具体的には、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）及びコイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）を有する磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部及びヨーク１２０の保持枠部１２１１に対して、ＸＹ方向の外周側で、ベース部材１１１上に配置される。

磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部及びヨーク１２０の保持枠部１２１１にＸＹ方向で、磁気回路部の一部が重なる位置に配置される。つまり、マグネット部１２２及びコイル部１１２の一方（ここでは、マグネット部１２２）がＸ方向及びＹ方向で重なる位置に配置されている。

磁気回路部では、マグネット部１２２を構成する永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、コイル部１１２を構成するチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの上方で、且つ、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ内側に一部を挿入して位置された状態で配置する。これにより、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、それぞれ対応するチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの上方で、各チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの巻回軸方向（Ｚ方向）に沿って配置されている。また、マグネット部１２２及びコイル部１１２は、撮像モジュール１４の下端部及びヨーク１２０の保持枠部１２１１にＸＹ方向外周側で、磁気回路部の一部が重なる位置に配置される。

このように配置されるマグネット部１２２及びコイル部１１２を有するＯＩＳ用ボイスコイルモーターにおいて、コイル部１１２に電流が流れていない初期状態では、撮像モジュール１４（可動体１２）は、光軸がＺ方向と一致する中立位置に保持される。ここで、撮像モジュール１４（可動体１２）が、可動体１２を固定体１１に取り付けた際に、自重だれ等により中立位置からオフセットしている場合、位置ずれ検出部１６で検出したオフセット位置を補正して、光軸をＺ方向と一致する中立位置に位置させる。

コイル部１１２に電流が流れると、マグネット部１２２の磁界とコイル部１１２に流れる電流との相互作用により、コイル部１１２にＺ方向のローレンツ力が生じる（フレミング左手の法則）。コイル部１１２は固定されているので、可動体１２であるマグネット部１２２に反力が働く。この反力がＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力となる。

具体的には、Ｘ軸方向に対向するチルトコイル１１２Ａ、１１２Ｃに互いに逆向きの電流を流すと、永久磁石１２２Ａ、１２２ＣにはＺ方向において互いに逆向きの力が働く。したがって、撮像モジュール１４を含む可動体１２は、弾性支持部１３の中央部１３ａを支点として、Ｙ軸を中心に揺動回転する。同様に、Ｙ軸方向に対向するチルトコイル１１２Ｂ、１１２Ｄに互いに逆向きの電流を流すと、撮像モジュール１４を含む可動体１２は、弾性支持部１３の中央部１３ａを支点として、Ｘ軸を中心に揺動回転する。ＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力（マグネット部１２２に働く力）と、弾性支持部１３の復元力が釣り合うまで、可動体１２は揺動回転する。

このとき、可動体１２の揺動回転によって、撮像モジュール１４の振れが相殺されるように、振れ検出部１５の検出結果に基づいてコイル部１１２の通電電流が制御される。これにより、手振れによる光軸のズレが補正され、光軸方向が一定に保持される。
また、スカート部材１１４の規制部１１４ｄによって可動体１２の揺動回転が規制されるので、落下衝撃等によって可動体１２が過剰に揺動回転するのを防止することができる。

また、可動体１２の保持枠部１２１１の上面（ヨーク１２０の上面の一部）に、撮像モジュール１４の底面が両面テープ或いは樹脂製の接着剤により固定されている。この保持枠部１２１１の外周側には、ヨーク本体１２１の内側垂下部１２１ｃを介して、保持枠部１２１１よりもベース部材１１１からＺ方向に離れた位置、つまり、保持枠部１２１１よりも高い位置に、ヨーク本体１２１の上板部１２１ａが結合されている。この上板部１２１ａの下面には、マグネット部１２２が固定されており、このマグネット部１２２に対してコイル部１１２が、Ｚ方向で離間して、且つ、マグネット部１２２が内部に位置するように配置される。このように、マグネット部１２２及びコイル部１１２を有する磁気回路部は、保持枠部１２１１の外周側（ＸＹ方向での外側）、言い換えれば、撮像モジュール１４の外周側に配置されている。ここではマグネット部１２２及びコイル部１１２は、撮像モジュール１４の可動領域の外側に位置する。

また、マグネット部１２２は、ヨーク１２０において、保持枠部１２１１よりも高さレベルの高い位置に配置された上板部１２１ａの下面に固定されている。すなわち、マグネット部１２２は、撮像モジュール１４が固定される保持枠部１２１１より外周側で、且つ、保持枠部１２１１よりも高い位置に位置する。

このように、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）及びコイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）を有する磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部或いは、ヨーク１２０の保持枠部１２１１のＸＹ方向の外周側で、ベース部材１１１上に配置されている。言い換えれば、磁気回路部は、高さ（Z方向）が制限されるベース部材１１１と撮像モジュール１４との間に配置されていない。

さらに、可動体１２において、ヨーク１２０は、ヨーク本体１２１（具体的には内側垂下部１２１ｃ）と保持枠部１２１１とによって形成される凹状部を中央部分に有し、この凹状部内に撮像モジュール１４が固定される。

このように配置されるマグネット部１２２及びコイル部１１２を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、アクチュエーターＡは、被駆動部（撮像モジュール１４）を傾斜させて振れ補正を行う。アクチュエーターＡは、被駆動部（撮像モジュール１４）が接着される枠状のヨーク１２０（保持部材）を有し、ヨーク１２０のヨーク本体１２１（保持部材の一部）にマグネット部１２２が配置されてなる可動体１２と、ベース部材１１１及びベース部材１１１の周縁部に固定される枠状のスカート部材１１４を有し、ベース部材１１１にコイル部１１２が配置されてなる固定体１１と、ベース部材１１１に配置され、固定体１１に対して可動体１２を傾斜可能に支持する弾性支持部（支持部）１３と、を備える。ベース部材１１１とスカート部材１１４との間に可動体１２が挟装される。アクチュエーターＡによれば、従来の構成に比較して部品点数が少なくなるので、さらなる低背化を図ることができるとともに、組み立て工程が容易になる。また、オートフォーカス機能付きの撮像モジュール１４をヨーク１２０に接着するだけで、簡単にカメラモジュール１００が完成する。

また、本実施の形態によれば、アクチュエーターＡは、ベース部材１１１を有し、被駆動部（撮像モジュール１４）の外周側でベース部材１１１にコイル部１１２及びマグネット部１２２の何れか一方を配設して形成される固定体１１と、ベース部材１１１とは反対側の面（上面）に被駆動部が載置される枠状の保持部材（ヨーク１２０）を有し、被駆動部の外周側で保持部材のベース部材１１１側の面（下面）にコイル部１１２及びマグネット部１２２の何れか他方を配設して形成される可動体１２と、ベース部材１１１に配置され、固定体１１に対して可動体１２を傾斜可能に支持する支持部（弾性支持部１３）と、を備え、保持部材は、被駆動部の載置部位（保持枠部１２１１）をコイル部１１２及びマグネット部１２２の何れか一方の配設部位（上板部１２１ａ）よりもベース部材１１１に近接させる段差を有する。このアクチュエーターＡによれば、ヨーク１２０における撮像モジュール１４の載置部位をコイル部１１２又はマグネット部１２２の配設部位よりも低くすることができるので、さらなる低背化をより確実に実現することができる。同時に、磁気回路部の高さ、つまり、コイル部１１２とマグネット部１２２との長さが制限されないので、磁気効率の減少、これに伴う消費電力の増加を招くことがない。すなわち、磁気回路部の構成に必要な高さスペースを撮像モジュール１４の外周空間を利用して確保でき、磁気回路部自体の構成を、高さ方向に大きくできる。例えば、コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）の巻き数を増やして高さ（Ｚ方向の長さ）を高くしたり、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）のＺ方向の長さを長くできる。これにより、より磁力を大きくすることができ、磁気効率の増加や低消費電力化を図ることができる。

また、コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）は、コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）のコイルの巻回軸を、ベース部材１１１と保持部材（ヨーク）１２０との対向方向に向けて配設され、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）は、コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）の中央部に突出するように配設される。これにより、コイル部１１２及びマグネット部１２２を、外周側（ＸＹ方向）に大きくすることなく、高さ方向（Ｚ方向）に大きくできる。これにより、アクチュエーターＡにおける磁気回路自体の配置スペースを大きくすることなく、磁気回路部自体の構成を大きくできる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、固定体１１がコイル部１１２を有し、可動体１２がマグネット部１２２を有する、いわゆるムービングマグネット方式のアクチュエーターについて説明したが、本発明は、固定体がマグネット部を有し、可動体がコイル部を有する、いわゆるムービングコイル方式のアクチュエーターにも適用できる。この場合、ヨークも固定体に配置されることとなる。

また、実施の形態では、Ｘ軸を中心に可動体１２を揺動回転させるボイスコイルモーターとして、チルトコイル１１２Ａ、永久磁石１２２Ａ及びチルトコイル１１２Ｃ、永久磁石１２２Ｃの２組を配置し、Ｙ軸を中心に可動体１２を揺動回転させるボイスコイルモーターとして、チルトコイル１１２Ｂ、永久磁石１２２Ｂ及びチルトコイル１１２Ｄ、永久磁石１２２Ｄの２組を配置しているが、それぞれ少なくとも１組が配置されていればよい。

また、振れ検出部１５としては、ジャイロセンサーの他、フォトリフレクタ、磁気センサー、コイルによるインダクタンス検出、歪センサー等を適用することもできる。可動体に検出素子（例えばフォトリフレクタの受光素子、磁気センサーのホール素子など）が配置される場合は、撮像モジュールのプリント配線基板を介して検出信号を出力するのが好ましい。

また、アクチュエーターＡを構成する各部品は、耐熱性の高い材料で構成されるのが好ましい（特にマグネット部１２２）。これにより、リフロー方式による半田付けに対応できる。また、ノイズ対策として、カメラモジュール１００の外側に導電性のシールドケースを設けるようにしてもよい。

実施の形態では、カメラモジュール１００を備えるカメラ搭載装置の一例として、カメラ付き携帯端末であるスマートフォンを挙げて説明したが、本発明は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置として適用できる。例えば、本発明は、カメラ搭載装置として、カメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、ｗｅｂカメラ等にも適用できる。また、本発明は、カメラ搭載装置として、自動車又はカメラ付き車載装置（例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置）等にも適用できる。図９は、車載用のカメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載する自動車Ｃを示す図である。図９Ａは自動車Ｃの正面図であり、図９Ｂは自動車Ｃの後方斜視図である。自動車Ｃは、例えば車載用カメラモジュールＶＣとして、実施の形態で説明したカメラモジュール１００を搭載する。この車載用カメラモジュールＶＣは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００ カメラモジュール
１１ 固定体
１２ 可動体
１３ 弾性支持部（支持部）
１３ａ 中央部
１３ｂ 内側ジンバル
１３ｃ 外側ジンバル
１４ 撮像モジュール（被駆動部）
１５ 振れ検出部
１６ 位置ずれ検出部
１１１ ベース部材
１１１ａ 突出部
１１２ コイル部
１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ チルトコイル
１１３ プリント配線基板
１１４ スカート部材（カバー部材）
１１４ａ 受容口
１１４ｄ 規制部
１１５ カバー部材
１１５ａ 開口
１２０ ヨーク（保持部材）
１２１ ヨーク本体（保持部本体）
１２１ａ 上板部（配設部位）
１２１ｂ 外側垂下部
１２１ｃ 内側垂下部
１２２ マグネット部
１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ 永久磁石
１４１ レンズ部
１４２ ＡＦ用アクチュエーター
１４３ 撮像モジュール用プリント配線基板
１２１１ 保持枠部（載置部位）

Claims (14)

1. コイル部及びマグネット部を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、被駆動部を傾斜させて振れ補正を行うアクチュエーターであって、
   ベース部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記ベース部材に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか一方を配設して形成される固定体と、
   前記ベース部材とは反対側の面に前記被駆動部が載置される枠状の保持部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記保持部材の前記ベース部材側の面に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか他方を配設して形成される可動体と、
   前記ベース部材に配置され、前記固定体に対して前記可動体を傾斜可能に支持する支持部と、を備え、
   前記保持部材は、前記被駆動部の載置部位を前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方の配設部位よりも前記ベース部材に近接させる段差を有する、
   アクチュエーター。
2. 前記保持部材は、磁性材料からなるヨークである、
   請求項１に記載のアクチュエーター。
3. 前記保持部材に前記マグネット部が配置され、前記ベース部材に前記コイル部が配置される、
   請求項１または２に記載のアクチュエーター。
4. 前記保持部材は、
   前記被駆動部の底面が固着される平枠状の保持枠部と、
   前記保持枠部の外縁から外周側に設けられ、且つ、前記ベース部材側に開口する凹状に形成され、この凹状内の底面が、前記保持枠部よりも前記ベース部材から離間する位置に位置する保持部本体と、
   を有し、
   前記保持部本体は、前記底面で、前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方を固定して保持する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
5. 前記被駆動部は、レンズ部及び撮像素子を有する撮像モジュールであり、
   前記支持部は、直交する２つの回転軸を有する２軸ジンバル機構を有する弾性支持部材で構成され、
   前記弾性支持部材は、前記２つの回転軸が前記撮像モジュールの光軸方向に直交するように前記保持部材の内側の開口内に配置され、外側ジンバル部分で前記保持部材に固定され、中央部分で前記ベース部材に固定されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
6. 前記コイル部及び前記マグネット部は、前記弾性支持部材の外周側に配置されている、
   請求項５記載のアクチュエーター。
7. 前記固定体は、前記ボイスコイルモーターの非駆動状態における前記被駆動部の傾きを検出する傾き検出部を備える、
   請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
8. 前記固定体は、前記ベース部材の周縁部に固定される枠状のカバー部材を更に有し、
   前記可動部は、前記ベース部材と前記カバー部材との間に挟装されている、
   請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
9. 前記コイル部は、前記コイル部のコイルの巻回軸を、前記ベース部材と前記保持部材との対向方向に向けて配設され、
   前記マグネット部は、前記コイル部の中央部に突出するように配設される、
   請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエーターと、
    レンズ部及び撮像素子を有し、前記被駆動部として前記保持部材に接着される撮像モジュールと、
    前記撮像モジュールの振れを検出する振れ検出部と、
    を備える、
    カメラモジュール。
11. 前記振れ検出部は、前記撮像モジュールの角速度を検出するジャイロセンサーで構成される、
    請求項１０に記載のカメラモジュール。
12. 前記振れ検出部から出力される検出信号に基づいて、前記コイル部への給電を制御する制御部を備える、
    請求項１０または１１に記載のカメラモジュール。
13. 前記撮像モジュールは、オートフォーカス機能を有する、
    請求項１０から１２のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
14. 情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    請求項１０から１３のいずれか一項に記載のカメラモジュールを備える、
    カメラ搭載装置。

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