JP4764947B2 - Lens driving device and camera module - Google Patents
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Description
本発明は、レンズモジュール、カメラモジュールに関する。 The present invention relates to a lens module and a camera module.
近年、カメラ等の撮像装置は多種多様な製品に組み込まれている。
携帯電話、ノートパソコン等といった小型な電子機器にカメラを実装する場合、カメラ自体の小型化も強く要求される。
カメラ内にはオートフォーカスレンズが組み込まれる場合がある。
この場合、レンズを変位させるアクチュエータの小型化が強く望まれている。
小型なアクチュエータとしては、圧電素子を駆動することで移動対象物を変位させるものが知られている（例えば特許文献1参照）。
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.
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 (see, for example, Patent Document 1).
ピエゾ素子を振動源として採用するアクチュエータでは、ピエゾ素子に対して駆動電圧を供給するための配線が必要になる。
通常、アクチュエータの組み立て時、実装基板とピエゾ素子とをリード線を介して接続する。
この場合、ピエゾ素子の端面に対してリード線の一端を半田付けし、アクチュエータの筐体内でリード線を適切に配線し、その後、実装基板上の配線端子に対してリード線の他端を半田付けする。
若しくは、この逆の手順で実装基板とピエゾ素子とを接続する。
リード線としては銅線が用いられ、具体的には、単線のウレタン銅線が用いられていた。
In an actuator that employs a piezo element as a vibration source, wiring for supplying a drive voltage to the piezo element is required.
Usually, at the time of assembling the actuator, the mounting board and the piezoelectric element are connected via a lead wire.
In this case, one end of the lead wire is soldered to the end face of the piezo element, the lead wire is properly wired in the actuator housing, and then the other end of the lead wire is soldered to the wiring terminal on the mounting board. Attach.
Alternatively, the mounting substrate and the piezo element are connected in the reverse procedure.
A copper wire was used as the lead wire, and specifically, a single-wire urethane copper wire was used.
近年、圧電素子のより一層の小型化や、駆動電圧の低電圧化が求められ、さらに、動作制御の高精度化が求められている。
このような状況のもと、リード線は圧電素子に直接接続されるものであるため、リード線が圧電アクチュエータの動作特性に大きく影響することが問題として認識されるようになってきた。
例えば、リード線が硬すぎる場合、リード線からの負荷圧が圧電素子の伸縮動作に影響したり、移動対象物の動きを阻害してしまうという問題が生じ得る。
ここで、単純には、リード線から圧電素子にかかる負荷圧を小さくするには、リード線を極めて細くしたりすることが考えられる。
しかし、単純にリード線を細くし過ぎると、半田付けの際にリード線が溶解してしまうという問題が生じてくる。
また、極めて細いリード線はその取り扱いに手間がかかる。
すると、半田付け作業のときに作業者に過度の負担を掛けることになるとともに、作業に時間が長くなり、組み立て効率が悪くなるという問題が生じる。
In recent years, there has been a demand for further downsizing of the piezoelectric element and lowering of the driving voltage, and further, higher accuracy of operation control is required.
Under such circumstances, since the lead wire is directly connected to the piezoelectric element, it has been recognized as a problem that the lead wire greatly affects the operating characteristics of the piezoelectric actuator.
For example, when the lead wire is too hard, there may be a problem that the load pressure from the lead wire affects the expansion / contraction operation of the piezoelectric element or hinders the movement of the moving object.
Here, simply, in order to reduce the load pressure applied to the piezoelectric element from the lead wire, it is conceivable to make the lead wire extremely thin.
However, if the lead wire is simply made too thin, there is a problem that the lead wire is melted during soldering.
Also, handling very thin lead wires is troublesome.
As a result, an excessive burden is placed on the operator during the soldering operation, and the time required for the operation is increased, resulting in a problem that the assembling efficiency is deteriorated.
本発明のレンズモジュールは、
内部にレンズを保持し、圧電素子から得られる動力で前記レンズを光軸方向に移動させるレンズユニットと、
前記レンズユニットを収納する筐体と、
一端が前記圧電素子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記リード線は撚り線であり、
その撚り線の素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍである
ことを特徴とする。
The lens module of the present invention is
A lens unit that holds the lens inside and moves the lens in the optical axis direction by power obtained from a piezoelectric element;
A housing for housing the lens unit;
One end connected to the piezoelectric element, and a lead wire for supplying a driving voltage to the piezoelectric element,
The lead wire is a stranded wire,
The wire diameter of the stranded wire material is from φ0.01 mm to φ0.035 mm.
本発明では、
前記リード線は撚り線であり、
撚り線の素材本数は3本から5本である
ことが好ましい。
In the present invention,
The lead wire is a stranded wire,
The number of stranded wires is preferably 3 to 5.
本発明では、
前記リード線の材質は銅である
ことが好ましい。
In the present invention,
The material of the lead wire is preferably copper.
本発明では、
前記リード線の絶縁材はポリウレタンである
ことが好ましい。
In the present invention,
The insulating material for the lead wire is preferably polyurethane.
本発明では、
さらに、筐体の内部と外部とで電気的接続をとるための金属端子を備え、
前記金属端子は、筐体の内部に露出する内側端子部と、筐体の外部に露出する外側端子部と、を有し、
前記リード線は、前記筐体の内部において、前記圧電素子と前記内側端子部とに接続されている
ことが好ましい。
In the present invention,
In addition, it has a metal terminal for electrical connection between the inside and outside of the housing,
The metal terminal has an inner terminal portion exposed inside the housing and an outer terminal portion exposed outside the housing,
The lead wire is preferably connected to the piezoelectric element and the inner terminal portion inside the housing.
本発明では、
前記レンズユニットは、
駆動電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、
レンズを保持するレンズ保持体と、
前記レンズ保持体と連結された駆動軸と、
前記駆動軸を軸方向に摺動可能に保持する軸保持部と、を備え、
前記圧電素子は、前記駆動軸の一端に固着されており、
圧電素子は、駆動軸およびレンズホルダとともに軸保持部に対して一体的に移動する
ことが好ましい。
In the present invention,
The lens unit is
A piezoelectric element that expands and contracts in response to application of a driving voltage;
A lens holder for holding the lens;
A drive shaft connected to the lens holder;
A shaft holding portion that holds the drive shaft slidably in the axial direction,
The piezoelectric element is fixed to one end of the drive shaft,
The piezoelectric element preferably moves together with the drive shaft and the lens holder relative to the shaft holding portion.
本発明のカメラモジュールは、前記レンズモジュールと、
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えるものである。
The camera module of the present invention includes the lens module,
Imaging means for acquiring an image via a lens.
さらに、本発明では、
前記金属端子は、前記筐体と別体であって、
前記金属端子を前記筐体に差し込んだときに、前記内側端子部の先端が筐体の側壁よりも高く上に出るように設計されている
ことが好ましい。
Furthermore, in the present invention,
The metal terminal is separate from the housing,
It is preferable that when the metal terminal is inserted into the casing, the tip of the inner terminal portion is designed to protrude higher than the side wall of the casing.
また、本発明では、
前記レンズユニットを筐体にセットした状態において、筐体の開口面と前記圧電素子との間には部品がない
ことが好ましい。
In the present invention,
In a state where the lens unit is set in the housing, it is preferable that there is no part between the opening surface of the housing and the piezoelectric element.
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）
図1は、第1実施形態にかかるカメラモジュール100の斜視図である。
図2は、カメラモジュール100の分解図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a
FIG. 2 is an exploded view of the
カメラモジュール（画像取得装置）100は、配線基板10と、配線基板の一端に形成されたコネクタ11と、筐体（外囲器）200と、筐体の上部空間に収納されるレンズユニット30と、筐体200の下部空間に収納される透明基板（平板部材）13およびイメージセンサ12と、筐体200の内部と外部とで電気的接続をとるための金属端子300と、筐体200の上方の開口に嵌る蓋50と、を有する。
The camera module (image acquisition device) 100 includes a
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、イメージセンサ12および透明基板13が配置されている。
イメージセンサ12上には、透明基板13、筐体20、レンズユニット30、および、蓋50が、この順で配置される。
A
On the
コネクタ11は、カメラモジュール150を本体機器（例えば、携帯電話、ノートパソコン）に電気的および機械的に固定するための接続部分を形成する。
The
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イメージセンサである。透明基板１３の背面に、イメージセンサ12がバンプ接続している。
The
筐体200は、透明基板13上に配置される。筐体200は、透明基板13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200の内側には、下部空間と上部空間とを隔てる隔壁部29が設けられている。
筐体200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200の内部に外来光が侵入することを抑制するために、筐体200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。筐体200は、例えば、黒色の樹脂がモールド成形されて製造される。
The
By adopting the
In order to suppress the entry of extraneous light into the
蓋50は、筐体200に対して取り付けられる。これによって、筐体200の上部空間に配置されたレンズユニット30を筐体200内に閉じ込めることができる。
The
次にレンズユニット30について説明する。
レンズユニット30は、レンズホルダ31の内部にレンズL1-L4を保持し、圧電素子42の動力でレンズL1-L4を変位させる。これにより、イメージセンサ12に光を結像させるオートフォーカス機能を実現する。
Next, the
The
図3は、筐体20に収納されたレンズユニット30の断面図である。
レンズユニット30は、レンズホルダ（保持体）31と、圧電素子（圧電素子）42と、伝達軸（駆動軸）44と、軸保持部45と、を有する。
レンズホルダ31は、レンズL1〜L4を収納している。圧電素子42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。
圧電素子42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圧電素子42は積層方向に伸縮する。
なお、圧電素子42に対するリード線72の接続態様については後述する。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
The
The
The side surfaces of the
The connection mode of the
伝達軸44は、圧電素子42の下面に固定されている。そして、伝達軸44は、レンズホルダ31に対して固定されている。一方、伝達軸44は、摺動可能な状態で軸保持部45に保持されている。
ここで、レンズホルダ31、圧電素子42および伝達軸44は、相対的な位置関係が固定されており、軸保持部45に対して相対的に移動可能となっている。
The
Here, the relative positional relationship between the
伝達軸44は、圧電素子42で生じた振動を軸保持部45に伝達する。軸保持部45は、摺動可能な状態で伝達軸44を保持し、かつ筐体20に対して固定されている。
The
この構成において、圧電素子42に所定の駆動電圧を印加すると、圧電素子42に伸縮変形が生じる。
圧電素子に印加する駆動電圧を調整し、圧電素子が急激に変形する期間と圧電素子が緩慢に変形する期間とを組み合わせる。
圧電素子42が急激に変形するときには、力（F）＝M（質量）×A（加速度）の関係から生じる力が大きく、伝達軸44と軸保持部45との摩擦力よりも大きな力が伝達軸44に加わる。
これにより、伝達軸44とともにレンズホルダ31が変位する。
In this configuration, when a predetermined drive voltage is applied to the
The drive voltage applied to the piezoelectric element is adjusted to combine the period in which the piezoelectric element is rapidly deformed and the period in which the piezoelectric element is slowly deformed.
When the
As a result, the
また、圧電素子42が緩慢に変形するときには、伝達軸44と軸保持部45との摩擦力によって、レンズホルダ31はその場にとどまる。
そして、軸保持部45は筐体20に対して固定されているので、圧電素子42、伝達軸44およびレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部45に対して変位することとなる。
レンズホルダ31とともにレンズL1-L4が変位するので、被写体像をイメージセンサ12の撮像面に意図したように結像させることができる。
Further, when the
Since the
Since the lenses L1-L4 are displaced together with the
上記の説明で明らかなように、圧電素子42を駆動源として採用するアクチュエータでは、圧電素子42に対して駆動電圧を供給するための配線が必要である。
As is clear from the above description, an actuator that employs the
次に、筐体20内に収納されたレンズユニット30と配線基板上の接続端子14とを電気的に接続する構成について説明する。
図4は、蓋50を外して筐体200内を示す図である。
筐体200は、全体に直方体形状であって、上面および下面が開口しており、側方の4面を4つの側壁210によって環囲されている。
さらに、筐体200は、側壁210によって環囲された収納空間を上部空間と下部空間とに隔てる隔壁部290（図5参照）を有する。
Next, a configuration for electrically connecting the
FIG. 4 is a view showing the inside of the
The
Further, the
筐体200の上部空間にレンズユニット30が収納される。
図3において、レンズユニット30が筐体200に収納された状態で、圧電素子42は、筐体200の4つのコーナーのうちの一のコーナー204に近位して配置されている。
また、圧電素子42は、筐体200の上方開口の側に位置しており、言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がなく、開口からよく見えるようになっている。
The
In FIG. 3, the
In addition, the
圧電素子42が位置するコーナー204からみて隣あっているコーナー203に二個一対の金属端子300が並列に設けられている。
一対の金属端子300は、例えば、一方が駆動電圧印加用であり、他方が接地用である。
各金属端子300は、筐体内に露出している内側端子部310と、筐体200の外部に露出している外側端子部320と、を有する。金属端子300は、筐体200の隔壁部290および側壁210を通って挿通されているものであり、内側端子部310と外側端子部320とは一体的につながっている。
Two pairs of
For example, one of the pair of
Each
内側端子部310は、コーナー203の内側において上方の開口面の側に位置し、コーナー203から圧電素子42が位置するコーナー204に向けてわずかに伸びる長さを有する。そして、圧電素子42の二つの電極面と二本の内側端子部310とがそれぞれリード線72で接続されている。
リード線72と圧電素子42との接続、および、内側端子部310とリード線72との接続は半田付けで行われている。
The
The connection between the
外側端子部320は、筐体200の下端において側方に向けて延出するように露出している。外側端子部320の位置は、内側端子部310の位置からみてその直下である。
The outer
このような構成において、圧電素子42が内側端子部310とリード線72で接続され、さらに、内側端子部310と外側端子部320とは一体的につながっているので、圧電素子42と外側端子部320とが電気的に導通した状態となる。
この状態で、筐体200を配線基板上に載置すると、外側端子部320と配線基板10の接続端子14とが接触し、電気的に接続されることとなる。
これにより、圧電素子は、コネクタ11を介して図示しない駆動回路に接続される。
In such a configuration, since the
When the
Thus, the piezoelectric element is connected to a drive circuit (not shown) via the
この構成において、リード線72は、筐体200の内部において圧電素子42と内側端子部310との接続するのみであり、筐体200の外部に引き出されない。したがって、リード線72の長さが短く、作業性がよくなる。
また、筐体200を配線基板10の上に載置することで外部端子部320と接続端子14とが接続されるので、リード線72を筐体200から引き出して配線基板10に接続することに比べて、作業が簡単である。
In this configuration, the
Further, since the
次に、筐体200および金属端子300の構成、さらに、金属端子300を筐体200に取り付ける工程について順を追って説明する。
本実施形態においては、金属端子300と筐体200とは別体であって、金属端子300を筐体200に嵌め込むようになっている点に特徴を有する。
まず、筐体200の構成について説明する。
図5は、筐体200と金属端子300とを分解した状態を示す図である。
図6は、図5中の矢印VIで示す方向から見た斜視図である。
図5および図6において、図4の向きと対応がとれるように、コーナー203とコーナー204に符号を付している。
筐体200は、前述のように、内側と外側とを区画する4つの側壁210を有する。ここで、コーナー203を構成する一の側壁210Aには、金属端子300を取り付けるための構成が設けられている。
金属端子300を取り付けるための構成について説明する。
Next, the structure of the
The present embodiment is characterized in that the
First, the configuration of the
FIG. 5 is a diagram illustrating a state where the
FIG. 6 is a perspective view seen from the direction indicated by arrow VI in FIG.
5 and 6, the
As described above, the
A configuration for attaching the
図6に示されるように、側壁210Aは、筐体200の内側を構成する側の面である内側面において、一つの段差を有する。すなわち、筐体200の上方開口を構成する外側端面231に対し、側壁210Aの厚みの約半分が一段下がって内側端面221となっている。
ここで、内側端面221に対応する厚みを有し、筐体200の内側面を構成する部分を内殻部220とする。
また、外側端面231に対応する厚みを有し、筐体200の外側面を構成する部分を外殻部230とする。
なお、筐体200は、樹脂で一体成型されているのであり、外殻部230と内殻部220とが別体となっているわけではない。
As shown in FIG. 6, the
Here, a portion having a thickness corresponding to the
Further, a portion having a thickness corresponding to the
Note that the
図7は、図6中のVII-VIIで切った筐体200の部分断面図である。
また、図8に、コーナー203の部分拡大図を示す。
図7に示されるように、側壁210と隔壁部290との間に挿通孔241が設けられている。
この挿通孔241により、下部空間から上部空間に連通するようになっている。
図7の断面図に示されるように、挿通孔241は、外殻部230と隔壁部290との間に設けられ、さらに、外殻部230と内殻部220との間には挿通孔241に連通する間隙部243が設けられている。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the
FIG. 8 shows a partially enlarged view of the
As shown in FIG. 7, an
The
As shown in the sectional view of FIG. 7, the
間隙部243は、外殻部230と内殻部220との間において、下方にある挿通孔241から外殻部230に沿って上方に延びている。
挿通孔241から間隙部243を出て筐体200の内部に至る通路は直線的である。
The
The passage from the
ここで、図11の裏面から見た図を参照してわかるように、挿通孔241は一つの孔で二本の金属端子300を挿入可能な幅を有する。一方、間隙部243は、図8に示されるように、二本設けられている。すなわち、一の挿通孔241は、隔壁部290を通過した後、外殻部230と内殻部220との間の二本の間隙部243によって二つの通路に分かれるようになっている。
Here, as can be seen with reference to the rear view of FIG. 11, the
内殻部220には、間隙部243に沿って直線状のスリット244が設けられている。なお、図7はスリット244に沿って断面した図であるので、図7中には、スリット244を挟む内殻部220の端面が示されている。
また、間隙部243に対応する位置において、内殻部220の上端面221が切りかかれたように一段下がっており、段差面222が設けられている。
The
Further, at a position corresponding to the
ここで、挿通孔241と間隙部243とを合わせて連通路240と称する。
Here, the
また、図7に示すように、隔壁部290の裏面側において、挿通孔241を拡径するように凹部245が形成されている。
この凹部245は、接着剤を流し込む接着剤溜まりである。
図11の裏面側からの図に示されるように、凹部245は、挿通孔241に対応した幅で隔壁部290を所定深さに切削したような形状である。
In addition, as shown in FIG. 7, a
The
As shown in the view from the back side of FIG. 11, the
さらに、挿通孔241に対応して、側壁210の下端が切りかかれたようにわずかに凹んだ凹部232が設けられている。この凹部232には外側端子部320が嵌る。凹部232の深さは実質的に金属端子300の厚みと同じである。
Further, a
次に、金属端子300について説明する。
金属端子300は、図5に示すように、一対の端子が連結部330によって連結された構成である。
そして、各端子は、内側端子部310と、内側端子部310から直角に折れ曲がった外側端子部320と、を有し、二つの外側端子部320がU字状の連結部330によって連結されている。
Next, the
As shown in FIG. 5, the
Each terminal has an
内側端子部310の先端部311には、リード線72を引っ掛けるための孔312が穿設されている。
外側端子部320と連結部330との境界には切れ込み340が設けられており、手で折ると、外側端子部320と連結部330とが切断可能になっている。
A
A
なお、一対の端子（内側端子部310および外側端子部320）のうち一方は駆動電圧の印加用とし、他方は接地用とすることが例としてあげられる。
As an example, one of the pair of terminals (the
次に、組み立て手順を順に追って説明する。
図9は、金属端子300を筐体200に挿入した図である。すなわち、筐体200の裏面から内側端子310の先端部を挿通孔241に挿入し、間隙部243を通して先端部311を筐体200の上部空間側に出す。
図10は、図9中の矢印Xから見た図であり、間隙部243を通って内側端子部310が上部空間に出ていることが分かる。
このとき、先端部311は、側壁210Aよりも高く外側に出ている。
Next, the assembly procedure will be described in order.
FIG. 9 is a diagram in which the
FIG. 10 is a view as seen from the arrow X in FIG. 9, and it can be seen that the
At this time, the
図11は、筐体200を裏から見た図である。
金属端子300をしっかりと挿通孔241に押し込みつつ、接着剤溜まり242に接着剤を注入する。すると、外側端子部320が凹部232に嵌り、この状態で金属端子300が筐体200に取り付けられる。
FIG. 11 is a view of the
Adhesive is poured into the
次に、図12に示すように、筐体200の上部空間にレンズユニット30をセットする。
レンズユニット30の圧電素子42がコーナー204にくるようにレンズユニット30と筐体200との向きを合わせて、レンズユニット30を筐体200内に収納する。さらに、軸保持部45を筐体200の側壁210に取り付け固定する。この状態で、軸保持部45が筐体200と一体化して固定側部材となり、レンズホルダ31、伝達軸44および圧電素子42は、固定側部材（軸保持部45、筐体200）に対して上下方向に摺動可能な移動体となる。
Next, as shown in FIG. 12, the
The
次に、リード線72の一端を半田によって圧電素子42に接続する。
このとき、レンズユニット30の構成として圧電素子42が上方に位置する。言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がない。したがって、筐体200の開口から指を入れて圧電素子42とリード線72との接続作業がやりやすいという利点がある。
Next, one end of the
At this time, the
また、リード線72の他端を内側端子部310の孔312に引っ掛けつつリード線72と内側端子部310とを半田付けする。
この半田付けが完了したところで、図13に示すように内側端子部310を折り曲げる。
このとき、間隙部243に対応する位置において内殻部220には段差面222が設けられているので、内側端子部310はこの段差面222で簡単に折り曲げられる。
図14は、内側端子部310を折り曲げた状態を上方から見た図である。
なお、図14においては、レンズユニット30は一部省略している。
また、図15は、図14中のC-C線断面図である。
内側端子部310が段差面222で折り曲げられていることがわかる。
Further, the
When this soldering is completed, the
At this time, since the
FIG. 14 is a view of the bent state of the
In FIG. 14, the
FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
It can be seen that the
次に、連結部330をつまんで少し力を加えると、図16に示すように、連結部330と外側端子部320とが切り離される。
最後に、図17に示すように蓋50をかぶせるとレンズモジュール400が完成する。
Next, when the connecting
Finally, as shown in FIG. 17, when the
このレンズモジュール400を配線基板10に組み付けるにあたっては、図1に示すように、レンズモジュール400を配線基板10の所定位置に載置すればよい。
すると、外側端子部320が配線基板10の配線端子14に当接し、電気的接続が図られる。
このとき、筐体200の裏面にダボ205が設けられ、対応する孔15が配線基板10に設けられているので、位置合わせが容易である（図2参照）。
When the
As a result, the outer
At this time, since the
次に、使用するリード線72について説明する。
リード線72としては、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線を使用することが好ましい。
このとき、素材の線径としてはφ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍとすることが好ましい。
また、撚り線の素材本数は3本から5本にすることが好ましい。 特に好ましいのは、素材線径φ0.03ｍｍであって5本撚りとすることである。
Next, the
As the
At this time, the wire diameter of the material is preferably set to φ0.01 mm to φ0.035 mm.
The number of stranded wires is preferably 3 to 5. Particularly preferred is a material wire diameter of φ0.03 mm and five strands.
素材の材質は銅線とする。絶縁材はポリウレタンとする。
ここで、金線を用いればもちろん良いが、コストが高すぎるので現実的ではない。
以下に説明するように、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線とすることで、コストが安価な銅線を用いても十分な性能を得ることができる。
The material of the material is copper wire. The insulating material is polyurethane.
Here, it is of course possible to use a gold wire, but it is not practical because the cost is too high.
As described below, a sufficient performance can be obtained by using a copper wire with a low cost by using a twisted wire obtained by twisting a plurality of thin materials.
表1は、リード線の形状を変えながら駆動特性の実験をした結果である。
従来は、銅の単線で線径をφ0.08ｍｍ程度にすることが一般的であった。
しかし、表1の（１）に示すように、これでは負荷圧が0.04g程度になってしまい、小型の圧電アクチュエータにとってリード線からの負荷が動作を阻害する要因となってしまっていた。
特に、本実施形態のように、圧電素子が駆動軸44およびレンズホルダ31とともに一体的に移動する構成の場合、圧電素子42に接続されたリード線72も一緒に変位することになる。
したがって、リード線72から圧電素子42にかかる負荷圧の大きさは駆動特性にとって重要なファクターである。
Table 1 shows the results of experiments on drive characteristics while changing the shape of the lead wires.
Conventionally, it has been common for the diameter of a copper single wire to be about φ0.08 mm.
However, as shown in Table 1 (1), this resulted in a load pressure of about 0.04 g, and the load from the lead wire hindered the operation of a small piezoelectric actuator.
In particular, when the piezoelectric element is configured to move integrally with the
Therefore, the magnitude of the load pressure applied from the
この点、リード線72として、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線を使用することで、半田付けにも耐えられる強さと、圧電アクチュエータの動作を阻害しないしなやかさと、を合わせもつことができる。
In this regard, by using a stranded wire obtained by twisting a plurality of thin materials as the
素材の線径としてはφ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍとすることが好ましいが、さらに好ましくは、φ0.02ｍｍからφ0.035ｍｍであり、最も好ましくはφ0.03ｍｍである。
素材線径がφ0.01ｍｍやφ0.02ｍｍであると、撚り線を作る際に線が切れてしまう心配があるからである。また、一方、素材線径がφ0.04ｍｍを超えてしまうと、撚り線の本数を3本や5本にしても圧電アクチュエータの動作を阻害してしまうことが実験によりわかった（表1の（５）参照）。
The wire diameter of the material is preferably φ0.01 mm to φ0.035 mm, more preferably φ0.02 mm to φ0.035 mm, and most preferably φ0.03 mm.
This is because when the material wire diameter is φ0.01 mm or φ0.02 mm, there is a concern that the wire may be broken when a stranded wire is made. On the other hand, when the material wire diameter exceeds 0.04 mm, it has been experimentally found that even if the number of stranded wires is 3 or 5, the operation of the piezoelectric actuator is hindered ((5 in Table 1). )reference).
また、撚り線の本数としては3本から5本とすることが好ましい。
素材線径を細くした場合、撚り線の本数が１本や２本であると、半田付けの際に溶解してしまう恐れが高くなる。また、撚り線の本数を７本にすると負荷圧が大きくなってしまい、リード線の引き出し方に配慮しなければならなくなる（表1の（２）参照）。
この点について図を参照して説明する。
The number of stranded wires is preferably 3 to 5.
When the diameter of the material wire is reduced, if the number of stranded wires is one or two, there is a high possibility of melting during soldering. In addition, if the number of stranded wires is seven, the load pressure increases, and consideration must be given to how to draw out the lead wires (see (2) in Table 1).
This point will be described with reference to the drawings.
図18、図19、図20は、金属端子300と圧電素子42とを接続するリード線のフォーミングスタイルの例である。
図18は、圧電素子42と金属端子との間でリード線がほぼ水平になるように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子と金属端子との間の距離にほぼ一致するようにリード線の長さを調整しておくことで実現できる。あるいは、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けしたあとでリード線が水平になるように配線処理してもよい。
図18のフォーミングスタイルを「水平」と称する。
18, FIG. 19, and FIG. 20 are examples of the forming style of the lead wire that connects the
FIG. 18 is a diagram showing a case where line processing is performed so that the lead wire is substantially horizontal between the
This can be realized by adjusting the length of the lead wire so as to substantially match the distance between the piezoelectric element and the metal terminal. Alternatively, after the lead wire is soldered to the piezoelectric element and the metal terminal, wiring processing may be performed so that the lead wire is horizontal.
The forming style of FIG. 18 is referred to as “horizontal”.
図19は、圧電素子42と金属端子との間でリード線が水平よりも上側に出るように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子と金属端子との間の距離よりも若干長くなるようにリード線の長さを予め調整しておき、さらに、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けしたあとでリード線が上側に出るように配線処理することで実現できる。
図19のフォーミングスタイルを「上側」と称する。
FIG. 19 is a diagram showing a case where line processing is performed between the
This is because the lead wire length is adjusted in advance so that it is slightly longer than the distance between the piezoelectric element and the metal terminal, and the lead wire is soldered to the piezoelectric element and the metal terminal. This can be realized by performing wiring processing so that the line comes out upward.
The forming style of FIG. 19 is referred to as “upper side”.
図20は、圧電素子42と金属端子との間でリード線が水平よりも下側になるように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子42と金属端子300との間の距離よりも長くなるようにリード線の長さをとっておき、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けすればよい。
この場合には、リード線の長さの調整や、半田付け後の配線処理は不要なので、製造効率を考えると、このフォーミングスタイルが望ましい。
図20のフォーミングスタイルを「下側」と称する。
FIG. 20 is a diagram showing a case where line processing is performed between the
In this case, the length of the lead wire is set so as to be longer than the distance between the
In this case, adjustment of the length of the lead wire and wiring processing after soldering are unnecessary, and this forming style is desirable in view of manufacturing efficiency.
The forming style of FIG. 20 is referred to as “lower side”.
図21と図22は、素材線径はφ0.03ｍｍとして、５本撚り線と７本撚り線とで駆動装置の動作確認を行った結果である。
表2は、図21、図22の結果を表にまとめたものである。
FIG. 21 and FIG. 22 show the results of confirming the operation of the drive device with 5 strands and 7 strands with a material wire diameter of 0.03 mm.
Table 2 summarizes the results of FIG. 21 and FIG.
5本撚りの場合と、７本撚りの場合と、では、表2のように違いが生じる。すなわち、５本撚り線であれば、リード線72の引き出し方に関係なく良好な動作特性が得られる。一方、７本撚り線の場合には、リード線72を下側に引き出すと、動作特性が悪化してしまうことが分かった。
As shown in Table 2, there is a difference between the case of five strands and the case of seven strands. That is, if the stranded wire is used, good operating characteristics can be obtained regardless of how the
ここで、7本撚り線の場合でも、リード線72を水平方向または上側方向に引き出せば良いが、半田付けの後に配線処理を行う手間が一工程増えることになる。すなわち、半田付けの作業をやりやすくする都合上、リード線の長さは余裕があった方が作業がやりやすい。したがって、半田付けをした後にはリード線は、図20のように、下に垂れたようになるのが普通である。
これを、水平方向や上引き出しになるように配線処理をしなければならなくなり、大変面倒である。また、配線処理に不備があった場合には、設計通りの駆動特性が得られなくなってしまうので、歩留まりが低くなってしまう恐れがある。
５本撚り線であれば、このような配線処理の工程が不要であるので、作業効率を向上させることができ、また、品質保証においても問題がない。
Here, even in the case of seven stranded wires, the
This requires a wiring process so as to be horizontal or upward drawn, which is very troublesome. Also, if the wiring process is inadequate, the drive characteristics as designed cannot be obtained, and the yield may be lowered.
If a five-stranded wire is used, such a wiring processing step is unnecessary, so that the work efficiency can be improved and there is no problem in quality assurance.
なお、５本撚り線とし、さらに、リード線の引き出し方向を水平または上側とすれば、より性能を向上させることができるので好ましい。 Note that it is preferable to use five stranded wires and further to set the lead-out direction of the lead wire to the horizontal or upper side because the performance can be further improved.
本実施形態では、配線対象となる圧電素子42が筐体200に対して相対移動する移動体である。したがって、圧電素子42に配線したリード線自体もある程度動くことが想定される。
ここで、従来は、筐体20０内から筐体外の配線端子14までリード線72を引き出していたところ、このようにリード線を筐体の外まで長く引き出すと、リード線が筐体200の縁とが擦れたりするので好ましくなく、また、摩擦に十分耐えられるだけの強さを必要としていた。
この点、本実施形態では、筐体内に配置された内側端子部310と圧電素子42とが配線されるので、リード線72は短く、かつ、リード線72が筐体外に引き出されることもない。したがって、圧電素子42のような移動体に配線する場合でも配線の接続状態が安定に保持される。そして、リード線72が筐体200の外で擦れたりすることがないので、例えば、やわらかく、しなやかな線をリード線として採用できる。このように、やわらかく、しなやかなリード線72を採用することにより、リード線72が圧電アクチュエータの動作を阻害することがなくなるので、圧電アクチュエータの動作特性を格段に向上させることができる。
In the present embodiment, the
Here, in the past, the
In this regard, in the present embodiment, since the
ここで、リード線を従来（φ0.08ｍｍ）よりも細くすると、リード線の取り扱いがデリケートになってくる。
この点、本実施形態では、リード線の取り扱いが楽になるようにしているので、細くしなやかなリード線を採用することができる。
すなわち、リード線72は、筐体200の内部において圧電素子42と内側端子部310との接続するのみであり、筐体200の外部に引き出されない。したがって、リード線72の長さは従来に比べて短くてよく、作業性がよくなる。
また、筐体200に金属端子300を差し込んだときに内側端子部310の先端部311が側壁210よりも高く上に出るように設計されている。したがって、筐体内に指を差し込んで作業せずに済み、内側端子部310に配線する作業が楽である。
さらに、レンズユニット30の構成として圧電素子42が上方に位置する。言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がない。したがって、筐体200の開口から指を入れて圧電素子42とリード線72との接続作業がやりやすいという利点がある。
このように、本実施形態では、リード線の接続作業が楽になる構成を採用しているので、上記に説明したように、細くしなやかなリード線を採用することができる。
Here, if the lead wire is made thinner than the conventional one (φ0.08 mm), handling of the lead wire becomes delicate.
In this regard, in the present embodiment, since the handling of the lead wire is facilitated, a thin and flexible lead wire can be employed.
That is, the
In addition, it is designed such that when the
Furthermore, the
As described above, in the present embodiment, since the configuration that facilitates the connecting work of the lead wires is adopted, the thin and flexible lead wires can be adopted as described above.
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。
上記実施形態においては、圧電素子42、伝達軸44およびレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部45に対して変位する場合を説明した。
ここで、例えば、図23に示すように、圧電素子42が筐体等の固定側部材に固定されている場合もある。
図23の例では、圧電素子42が筐体500の底面501に固着されている場合である。
このような場合においても、本発明のように、リード線を細くしなやかにすることによって圧電アクチュエータの動作特性を向上させることができる。リード線が硬いと圧電素子の伸縮動作を阻害する恐れがあるが、本発明によれば、リード線からの負荷圧が小さくなるので圧電素子42の伸縮動作が良好に改善される。
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.
In the above embodiment, the case where the
Here, for example, as shown in FIG. 23, the
In the example of FIG. 23, the
Even in such a case, the operating characteristics of the piezoelectric actuator can be improved by making the lead wire thin and flexible as in the present invention. If the lead wire is hard, the expansion / contraction operation of the piezoelectric element may be hindered. However, according to the present invention, since the load pressure from the lead wire is reduced, the expansion / contraction operation of the
なお、図23に示すように、圧電素子42が筐体500の底面501に固着されている場合には、筐体500の上方の開口面から底側にある圧電素子42の配線作業を行うことは難しいが、図23の例では、筐体500は、四面のうち一つがなく、三面の側壁502を有するようになっている。そして、蓋体550は、一つの側壁551と一体となっている。
As shown in FIG. 23, when the
この筐体500にレンズユニット30を収納し、圧電素子42を底面501に固定する。筐体内における圧電素子42の配設位置は、開放されている側面503の側である。
二つの金属端子600は、圧電素子42を間にして筐体500の底面501に固定される。そして、金属端子600の端部を底面501から外部に引き出すようにする。ここで、蓋体550と一体となった側壁551が嵌るように金属端子600は所定位置で折り曲げられ、かつ、外部端子602が筐体500の裏面と面一になるようになっている。
The
The two
この構成の筐体500において、開放されている側面503から半田付け作業をすることが可能である。
したがって、細いリード線を採用した場合でも半田付け作業がやりやすくなっている。
In the
Therefore, even when a thin lead wire is employed, the soldering operation is facilitated.
10…配線基板、11…コネクタ、12…イメージセンサ、13…透明基板、14…配線端子、15…孔、20…筐体、30…レンズユニット、31…レンズホルダ、42…ピエゾ素子、44…伝達軸、45…軸保持部、50…蓋、71…金属板、71a…内端部、71b…外端部、72…リード線、150…カメラモジュール、200…筐体、201…下部空間、202…上部空間、203、204…コーナー、205…ダボ、210…側壁、220…内殻部、221…内側端面、222…段差面、230…外殻部、231…外側端面、232…凹部、240…連通路、241…挿通孔、243…間隙部、244…スリット、245…凹部、290…隔壁部、300…金属端子、310…内側端子部、311…先端部、312…孔、320…外側端子部、330…連結部、400…レンズモジュール、500…筐体、501…底面、502…側壁、503…開放側側面、550…蓋体、551…側壁、600…金属端子、602…外部端子。 10 ... Wiring board, 11 ... Connector, 12 ... Image sensor, 13 ... Transparent board, 14 ... Wiring terminal, 15 ... Hole, 20 ... Housing, 30 ... Lens unit, 31 ... Lens holder, 42 ... Piezo element, 44 ... Transmission shaft, 45 ... shaft holding portion, 50 ... lid, 71 ... metal plate, 71a ... inner end, 71b ... outer end, 72 ... lead wire, 150 ... camera module, 200 ... housing, 201 ... lower space, 202 ... Upper space, 203, 204 ... Corner, 205 ... Dowel, 210 ... Side wall, 220 ... Inner shell, 221 ... Inner edge, 222 ... Step face, 230 ... Outer shell, 231 ... Outer edge, 232 ... Recess, 240 ... Communication path, 241 ... Insertion hole, 243 ... Gap, 244 ... Slit, 245 ... Recess, 290 ... Bulk part, 300 ... Metal terminal, 310 ... Inner terminal, 311 ... Tip, 312 ... Hole, 320 ... Outer terminal portion, 330 ... connecting portion, 400 ... lens module, 500 ... housing, 501 ... bottom surface, 502 ... side wall, 503 ... open side surface, 550 ... lid body, 551 ... side wall, 600 ... metal terminal, 602 ... external Terminal.
Claims (7)
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
内部にレンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを収納する筐体と、
前記駆動軸の長手方向にそって前記駆動軸が摺動可能な状態で前記駆動軸を保持し、前記筐体に対して固定された軸保持部と、
一端が前記圧電素子に接続され、他端が前記筐体に設けられた端子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記圧電素子及び前記駆動軸は、前記圧電素子の駆動に応じて、前記レンズホルダの移動に対して同調する態様にて、前記レンズホルダと共に、前記筐体に対して変位し、
前記リード線は、前記圧電素子の駆動に応じて前記レンズホルダと共に前記圧電素子が前記駆動軸の長手方向に沿って変位するに応じて、前記筐体内において空間変位するものであり、
前記リード線は、３本から５本の素材が撚られた撚り線であり、
前記撚り線の前記素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍであることを特徴とするレンズ駆動装置。 A piezoelectric element;
A drive shaft that receives vibration generated in the piezoelectric element;
A lens holder for holding the lens inside,
A housing for housing the lens holder;
A shaft holding portion that holds the drive shaft in a slidable state along the longitudinal direction of the drive shaft and is fixed to the housing;
One end is connected to the piezoelectric element, the other end is connected to a terminal provided in the housing, and a lead wire for supplying a driving voltage to the piezoelectric element,
The piezoelectric element and the drive shaft are displaced with respect to the housing together with the lens holder in a manner that synchronizes with the movement of the lens holder according to the driving of the piezoelectric element,
The lead wire is spatially displaced in the housing as the piezoelectric element is displaced along the longitudinal direction of the drive shaft together with the lens holder in accordance with driving of the piezoelectric element.
The lead wire is a stranded wire in which 3 to 5 materials are twisted,
The lens driving device characterized in that the wire diameter of the material of the stranded wire is φ0.01 mm to φ0.035 mm.
前記端子の前記端部は、前記前記駆動軸の長手方向に直交する軸線に沿って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。 The other end of the pre-Symbol lead is connected and fixed to an end portion of the terminal,
The lens driving device according to claim 1, wherein the end portion of the terminal extends along an axis perpendicular to a longitudinal direction of the driving shaft.
前記圧電素子は、前記筐体の第１角部に配置され、
前記端子は、前記筐体の前記第１角部に隣り合う第２角部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。 Before Kikatamitai is a polygonal member having a plurality of corner portions when viewed from the top,
The piezoelectric element is disposed at a first corner of the housing,
4. The lens driving device according to claim 1, wherein the terminal is provided at a second corner portion adjacent to the first corner portion of the housing. 5.
前記支持構造は、所定間隔をあけて少なくとも２箇所で前記駆動軸を保持し、
前記軸保持部は、前記支持構造が前記駆動軸を保持する２箇所の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。 A support structure for fixing and supporting the drive shaft is provided on the outer periphery of the lens holder,
The support structure holds the drive shaft in at least two places at a predetermined interval;
5. The lens driving device according to claim 1, wherein the shaft holding portion is disposed between two places where the support structure holds the drive shaft. 6.
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えたカメラモジュール。 The lens driving device according to any one of claims 1 to 6,
An imaging unit that acquires an image via a lens.
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