JP5820105B2

JP5820105B2 - 手ぶれ補正モジュール、これを具備したカメラモジュール及び該カメラモジュールの製造方法

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Publication number: JP5820105B2
Application number: JP2010238777A
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Inventors: アン・ジェウク; キム・ナンイル; チョン・ジェファン; キム・テホ; シン・キョンシク
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Publication date: 2015-11-24
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Description

本発明は手ぶれ補正モジュール、これを具備したカメラモジュール及び該カメラモジュールの製造方法に関し、より詳しくは、イメージセンサを有する撮像モジュールに振動を加えることにより手ぶれを補償する手ぶれ補正モジュール、これを具備したカメラモジュール及び該カメラモジュールの製造方法に関する。

デジタルカメラ・モジュールは、フィルムの代わりに、ＣＣＤ（charged-coupled device）、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）などのイメージセンサを使用して像を撮影する。イメージセンサを有するカメラモジュールは、動画像及び静止画像を伝送可能なモバイル機器、例えば、携帯電話、ノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、モニタ装置用カメラ、車載用後方確認カメラ、インターホン用カメラなどに使用されている。

一般的に、携帯電子機器に使用されるカメラモジュールは、高画素化、小型化及び軽量化されている。高画素のカメラモジュールであるほど、撮影された像は外乱に敏感に反応し、像の歪曲が発生しうる。したがって、カメラモジュールの光学系で被写体を鮮明に撮影するためには、手ぶれ補正機能が必要である。

従来のカメラモジュールは、イメージセンサの撮像面を、該撮像面に平行な平面上で互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各方向に沿って直線的に振動させることによって、手ぶれを補正していた。しかし、カメラのユーザの手ぶれは、Ｘ軸の正負方向やＹ軸の正負方向だけでなく様々な方向に振動するため、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の直線的な補正では手ぶれの振動を正確に補償することがきなかった。すなわち、従来の手ぶれ補正方法には限界があった。

また、手ぶれを機械的に補正する方法として、手ぶれが発生した方向に対応する方向にイメージセンサを振動させることによって手ぶれを相殺する方法がある。この方法の場合、イメージセンサに電気的に接続されたフレキシブル印刷回路基板（ＰＣＢ）に加えられる動きまたは制約がイメージセンサの動作に影響するため、手ぶれ補正の精度が阻害されるという問題がある。

本発明は、メージセンサを有する光学モジュールを２つの軸の各軸周りに往復回動運動可能に弾性支持するヒンジ部材と、前記ヒンジ部材が固定的に取り付けられるベース部材と、前記光学モジュールを往復回動運動させる駆動手段とを含む手ぶれ補正モジュール及びこれを具備したカメラモジュールが提供される。

また本発明は、イメージセンサに電気的に接続された軟性印刷回路基板（ＰＣＢ）に外力が加えられた場合に前記外力が光学モジュールに伝達されるのを防止することにより、手ぶれ補正のための光学モジュールの駆動を精密に制御することができるカメラモジュール及びその製造方法を提供する。

本発明の一側面によれば、（ｉ）イメージセンサを有する光学モジュールを２つの軸の各軸周りに往復回動運動可能に弾性支持するヒンジ部材と、（ｉｉ）前記ヒンジ部材が固定的に取り付けられるベース部材と、（ｉｉｉ）前記光学モジュールを往復回動運動させる駆動手段とを含む手ぶれ補正モジュールとを含む手ぶれ補正モジュールが提供される。

光学モジュールを前記２つの軸の各軸を中心にして往復回動運動（スイング運動）させることによって、像の手ぶれ補正を良好に行うことができる。また、ヒンジ部材は弾性材料から一体的に成形されており、弾性材料自体の弾性を利用して往復回動運動を支持するように構成されている。ヒンジ部材は弾性材料からなるため、光学モジュールの往復回動運動時に、折れたり壊れたりすることはない。

ヒンジ部材は、例えば樹脂などの弾性材料から作製される。樹脂から作製する場合は、ヒンジ部材を射出成形法によって作製することができる。その場合、製造コストを大幅に節減できると共に、製造工程及び組立工程を簡略化させることができる。

前記ヒンジ部材を、前記光学モジュールが設置される上側部分と、ベース部材に固定される下側部分と、前記上側部分と前記下側部分との中間に位置する中間部分とから構成することもできる。前記上側部分と前記中間部分とは第１のヒンジ手段によって、前記上側部分が前記２つの軸の一方の軸を中心にして往復回動運動（スイング運動）できるようにヒンジ連結される。すなわち、前記上側部分は、前記中間部分に対してスイング運動可能となる。前記中間部分と前記下側部分とは第２のヒンジ手段によって、前記中間部分が前記２つの軸の他方の軸を中心にしてスイング運動できるようにヒンジ連結される。すなわち、前記中間部分は、前記下側部分に対してスイング運動可能となる。

前記駆動手段は、永久磁石とコイルとからなるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）機構である。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）機構は、前記２つの軸の一方の軸の軸方向において互いに対向するように配置された第１のＶＣＭ対と、前記２つの軸の他方の軸の軸方向において互いに対向するように配置された第２のＶＣＭ対とを含む。

ムービングマグネット方式（磁石が動く方式）の場合は、永久磁石はヒンジ部材の側部に取り付けられ、コイルは永久磁石と対向してかつ所定間隔離間して配置され、コイルはベース部材またはハウジングに取り付けられる。一方、ムービングコイル方式（コイルが動く方式）の場合は、コイルがヒンジ部材の側部に取り付けられ、永久磁石がコイルと対向してかつ所定間隔離間して配置され、永久磁石はベース部材またはハウジングに取り付けられる。かような構成によって、ボイスコイルモータの作動時に、ヒンジ部材の上側部分を、前記ベース部材に対してスイング運動させることが可能となる。

手ぶれ補正モジュールは、前記ベース部材の外壁を取り囲むようにして前記ベース部材に結合されるハウジングをさらに含み得る。前記ハウジングは、電磁波（ＥＭＩ）を遮断する材料から作製される。前記ハウジングは、外部からモジュールの内部への異物の侵入を防止する役割を果たす。

前記光学モジュールは、自動焦点（ＡＦ）光学系、単焦点光学系、二重光学系、及びズーム光学系からなる群より選択される１以上の光学系から構成され得る。

前記２つの軸の交差点は、前記イメージセンサの撮像面の中心に対応し得る。特に、前記２つの軸は、同一平面上で交差しうる。前記光学モジュールは、光軸と直交する前記２つの軸を中心にしてスイング運動することができるので、従来の手ぶれ補正モジュールよりも改善された画質の像を得ることができる。特に、Ｘ軸とＹ軸が同一平面上で交差する場合は、さらに改善された画質の像を得ることができる。

本発明の他の側面によれば、（ｉ）イイメージセンサを有する光学モジュールと、（ｉｉ）前記光学モジュールを、少なくとも１つの軸周りに往復回動運動可能に弾性支持するヒンジ部材、前記ヒンジ部材が固定的に取り付けられるベース部材及び、前記光学モジュールを往復回動運動させる駆動手段を有する手ぶれ補正モジュールとを含むカメラモジュールが提供される。光学モジュールがヒンジ部材の可動部に着脱自在に取り付けられるように、ヒンジ部材及び／または光学モジュールはカートリッジ形態に構成される。

このようにすることにより、組立て性が向上すると共に、１つの手ぶれ補正モジュールを利用して、同一寸法規格の様々な光学モジュールに対して様々な手ぶれ補正機能を適用することが可能となる。特に、手ぶれ補正機能を備えていない既存の光学モジュールに、手ぶれ補正機能を容易に付け加えることができる。

カメラモジュールは、前記光学モジュールを外部要素と電気的に接続するための軟性印刷回路板（ＰＣＢ）をさらに含む。軟性ＰＣＢの一端部が前記光学モジュールに結合されかつ電気的に接続されると共に、前記軟性ＰＣＢの少なくとも１つの他の部分が前記手ぶれ補正モジュールの非可動部分に結合される。

より具体的には、前記光学モジュールの底面の一側端側において、前記軟性ＰＣＢの一端部が前記光学モジュールの下側部分に結合され、他側端側において、前記軟性ＰＣＢの中間部が前記ベース部材に結合される。かような構成によって、軟性ＰＣＢにおけるモジュールの外部に突出した部分に外力が加えられた場合でも、前記外力を前記中間部で遮断することができるので、前記外力による往復回動運動する光学モジュールの影響を最小限に抑えることができる。その結果、精密な手ぶれ補正制御が可能となる。

前記一端部及び前記中間部は、前記一端部と前記中間部との間の断面が曲線状になるように、前記イメージセンサの撮像面の垂直方向において互いに異なる高さ位置に取り付けられる。前記曲線は、少なくとも１つの変曲点を有する。かような構成によって、前記軟性ＰＣＢの前記一端部と前記中間部との間に可動余裕を確保することができる。

前記軟性ＰＣＢの前記一端部と前記他の部分は、補強プレートによってそれぞれ支持されうる。

前記手ぶれ補正モジュールは、前記べース部材における前記軟性ＰＣＢ取付面に該取付け面に対して垂直方向に突出形成された少なくとも１つの突出部をさらに含み、前記軟性ＰＣＢの中間部に前記突出部を貫通させ後、前記突出部の先端を加熱溶融して拡径変形させることにより、前記軟性ＰＣＢの中間部を前記ベース部材に固定する。あるいは、前記手ぶれ補正モジュールは、前記べース部材における前記軟性ＰＣＢ取付面に該面の内側に向かって延出形成された少なくとも１つの固定用延出部をさらに含み、前記固定用延出部によって前記軟性ＰＣＢの中間部を前記ベース部材に固定する。

前記光学モジュールは、前記イメージセンサと、前記イメージセンサの底面に結合されかつ電気的に接続された硬性印刷回路基板（ＰＣＢ）を含む。前記軟性ＰＣＢの一端部は、導電性ボールが付着された異方導電性フィルム（ＡＣＦ）によって、前記硬性ＰＣＢに結合される。

前記手ぶれ補正モジュールは、前記駆動手段を前記軟性ＰＣＢに電気的に接続させるためのはんだ板を有し、前記軟性ＰＣＢの前記中間部に隣接する部分を、前記はんだ板に結合させかつ電気的に接続させる。

本発明の別の側面によれば、手ぶれ補正機能を備えたカメラモジュールの製造方法であって、イメージセンサを有する光学モジュールを少なくとも１つの軸周りに往復回動運動可能に弾性支持するヒンジ部材、前記ヒンジ部材が固定的に取り付けられるベース部材及び、前記光学モジュールを往復回動運動させる駆動手段を有する手ぶれ補正モジュールを用意するステップと、前記手ぶれ補正モジュールに前記光学モジュールを取り付けるステップと、前記光学モジュールを外部要素と電気的に接続するための軟性印刷回路基板（ＰＣＢ）を用意するステップと、前記軟性ＰＣＢの一端部を前記光学モジュールに結合させかつ電気的に接続させるステップと、前記軟性ＰＣＢの他の部分を前記手ぶれ補正モジュールの非可動部分に結合させるステップとを含むむ方法が提供される。

前記軟性ＰＣＢの前記一端部と前記他の部分は、前記一端部と前記中間部との間の断面が曲線状となるように、前記イメージセンサの撮像面の垂直方向において互いに異なる高さ位置に取り付けられる。

本発明の一実施形態によるカメラモジュールの分解斜視図である。一実施形態によるヒンジ部材の斜視図である。図２のヒンジ部材とボイスコイルモータとを示す斜視図である。第１のボイスコイルモータ対の作動原理を説明するための図である。他の実施形態によるヒンジ部材の斜視図である。図１に示したカメラモジュールを組み立てた状態を示す斜視図である（キャップは図示しない）。本発明の他の実施形態によるカメラモジュールの組み立てた状態を示す斜視図である（キャップは図示しない）。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´線に沿った断面図である。図６に示したカメラモジュールの底面斜視図であり、カバープレートを取り付ける前の状態を示す。図７に示したカメラモジュールの底面斜視図であり、カバープレートを取り付ける前の状態を示す。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるカメラモジュールの分解斜視図である。

図１を参照して、一実施形態によるカメラモジュールは、光学モジュール１０と、ベース部材２０と、ハウジング３０と、ヒンジ部材４０と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）機構５０と、キャップ７０と、カバープレート８０と、軟性ＰＣＢ（軟性印刷回路基板）９０とを含んでいる。

図８に示すように、光学モジュール１０は、イメージセンサ１２と、入射レンズ（図示せず）と、被写体像の光をイメージセンサ１２上に結像させるレンズ（図示せず）とを含む。イメージセンサ１２の下側に、硬性ＰＣＢ（硬性印刷回路基板）１３が配置されている。硬性ＰＣＢ１３はイメージセンサ１３に電気的に接続されている。ある場合では、硬性ＰＣＢ１３の下側に、ジャイロセンサ１４がさらに配置される。なお、ジャイロセンサ１４は、光学モジュール１０とは異なる位置に配置することもできる。

イメージセンサ１２は光学モジュール１０に固定されており、光学モジュール１０が移動した場合は光学モジュール１０と共に移動する。光学モジュール１０は、自動焦点調節が可能な光学系、単焦点光学系、単焦点光学系とズーム光学系とが同時利用可能な二重光学系、またはズーム光学系でありうる。

ヒンジ部材４０は、光学モジュール１０を収容する。光学モジュール１０は、ヒンジ部材４０内に、着脱可能または固定的に取り付けされる。具体的には、光学モジュール１０は、ヒンジ部材４０の上側部分に取り付けられる。ヒンジ部材４０の上側部分は、２つの軸（Ｘ軸及びＹ軸）を中心にして往復回動運動（スイング運動）できるように構成されている。つまり、ヒンジ部材４０の上側部分は、ヒンジ部材４０の下側部分に対して２軸スイング運動可能である。ヒンジ部材４０については、図２及び図５を参照して後述する。

ベース部材２０は、ヒンジ部材４０を収容する。つまり、ヒンジ部材４０は、ベース部材２０内に配置される。具体的には、ヒンジ部材４０の下側部分がベース部材２０に固定的に取り付けられる。ヒンジ部材４０は、フック構造によってベース部材２０に取り付けた後、紫外線硬化型接着剤によってベース部材２０に固定される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な取付方法や固定方法を用いることができる。

上述したように、光学モジュール１０が固定されたヒンジ部材４０の上側部分はヒンジ部材４０の下側部分に対して２軸スイング運動することができ、かつヒンジ部材４０の下側部分はベース部材に固定されているので、光学モジュール１０はベース部材２０に対して２つの軸の各軸周りにスイング運動することができる。

ハウジング３０は、ベース部材２０の外壁を取り囲むようにして、ベース部材２０に結合される。ハウジング３０は、ベース部材２０とフック方式で結合される。したがって、ハウジング３０とベース部材２０との組み立て及び分解は容易に行うことができる。なお、フック方式以外の他の様々な結合方法を用いることができる。ハウジング３０は、電磁波障害（ＥＭＩ）を遮蔽するように構成されている。また、ハウジング３０をベース部材２０及びキャップ７０と結合させることにより、外部異物が光学モジュール１０の内部に侵入することを防止することができる。

一方、ハウジング３０を具備しない実施形態も可能である。この場合、ベース部材２０が、ハウジング３０の役割を兼ねるように構成される。

ヒンジ部材４０の上側部分に取り付けられた光学モジュール１０をベース部材２０及び／またはハウジング３０に対して２軸スイング運動させるために、ボイスコイルモータ機構５０機構が使用される。ボイスコイルモータ機構５０は、ボイスコイルモータ５１ａ・５１ｂとボイスコイルモータ５１ａ´・５１ｂ´とからなる第１のボイスコイルモータ対と、ボイスコイルモータ５２ａ・５２ｂとボイスコイルモータ５２ａ´・５２ｂ´とからなる第２のボイスコイルモータ対とを含む。各ボイスコイルモータは、互いに対応するコイルと永久磁石とを含んでいる。

図１及び図３に示すように、永久磁石５１ａ，５１ａ´，５２ａ，５２ａ´は、ヒンジ部材４０の上側部分に固定的に取り付けられる。コイル５１ｂ，５１ｂ´，５２ｂ，５２ｂ´は、対応する永久磁石５１ａ，５１ａ´，５２，５２ａ´に対して、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に離間して配置される。コイルは、紫外線硬化型接着剤を使用してベース部材２０に結合される。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、コイルは、ベース部材２０を取り囲むハウジング３０に結合させてもよい。また、コイルは、紫外線硬化型接着剤以外の結合方法によって結合させることもできる。

図３を参照して、第１のボイスコイルモータ対における一方のボイスコイルモータ５１ａ・５１ｂと他方のボイスコイルモータ５１ａ´・５１ｂ´は、ヒンジ部材４０を挟んで、Ｘ軸方向おいて互いに対向するように配置される。また、第２のボイスコイルモータ対における一方のボイスコイルモータ５２ａ・５２ｂと他方のボイスコイルモータ５２ａ´・５２ｂ´も、ヒンジ部材４０を挟んで、Ｙ軸方向おいて互いに対向するように配置される。したがって、第１のボイスコイルモータ対（５１ａ・５１ｂ；５１ａ´・５１ｂ´）と、第２のボイスコイルモータ対（５２ａ、５２ｂ；５２ａ´、５２ｂ´）とは、ＸＹ平面において互いに直交する方向に配置される。ボイスコイルモータの作動原理については、図４を参照して後述する。

添付図面では、ムービングマグネット型のボイスコイルモータが図示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ムービングコイル型のボイスコイルモータを使用することもできる。ムービングコイル型の場合は、ヒンジ部材４０の可動部分（すなわち上側部分）にコイルが取り付けられ、非可動部分であるベース部材２０またはハウジング３０に永久磁石が取り付けられる。ムービングコイル型のボイスコイルモータの作動原理は、ムービングマグネット型のボイスコイルモータの作動原理と同一なので説明は省略する。

ヒンジ部材４０を２つの軸の各軸周りにスイング運動させる駆動手段として、ボイスコイルモータ以外の駆動手段を使用することもできる。例えば、圧電モータやステップモータも使用することもできる。

本発明では、第１の駆動手段（第１のボイスコイルモータ対）によってヒンジ部材４０の中間部分を一方の軸の軸を中心にしてスイングさせ、第２の駆動手段（第２のボイスコイルモータ対）によってヒンジ部材の上側部分を他方の軸の軸を中心にしてスイングさせるように構成している。

次に、図２を参照して、光学モジュール１０のスイング運動を支持するヒンジ部材４０について説明する。

ヒンジ部材４０は、上側部分４１、中間部分４２及び下側部分４３を含む。上側部分４１と中間部分４２は第１のヒンジ対４５によって互いにヒンジ連結され、中間部分４２と下側部分４３は第２のヒンジ対４６によって互いにヒンジ連結される。第１のヒンジ対４５は、Ｘ軸方向おいて互いに対向するように配置される、第２ヒンジ４６対は、Ｙ軸方向おいて互いに対向するように配置される。したがって、第１のヒンジ対４５と第２のヒンジ対４６は、ＸＹ平面において互いに直交する方向に配置される。

ヒンジ部材４０は、例えば樹脂などの弾性材料から作製される。したがって、ヒンジ部材４０は弾性を有することとなる。樹脂から作製する場合は、ヒンジ部材４０を射出成形法によって製造することができる。その場合、製造コストを大幅に削減できると共に、製造工程及び組立て工程を簡略化させることができる。なお、ヒンジ部材４０は必ずしも樹脂から作製する必要はなく、他の弾性を有する材料から作製することもできる。例えば、ゴム材料、弾性を有する金属材料、または、樹脂若しくはゴムを金属と混合させた材料からヒンジ部材を作製することもできる。

第１のヒンジ対４５によって中間部分４２とヒンジ連結された上側部分４１は、第１のヒンジ対４５の弾性による復原力によって、第１のヒンジ対４５すなわちＸ軸を中心にしてスイング運動することができる。つまり、上側部分４１は中間部分４２に対してスイング運動することができる。同様に、第２のヒンジ対４６によって下側部分４３とヒンジ連結された中間部分４２は、第２のヒンジ対４６すなわちＹ軸を中心にしてスイング運動することができる。つまり、中間部分４２は下側部分４３に対してスイング運動することができる。

スイング軸であるＸ軸及びＹ軸の交差点は、光学モジュール１０に含まれているイメージセンサ１２の撮像面の中心と対応するようにする。前記交差点は同一平面上での交差点であるが、本発明は必ずしもこれに限定されない。光軸は、撮像面の中心と一致する。本発明の実施形態による手ぶれ補正モジュールは、その交差点が光軸と一致する２つの軸の各軸周りにスイング運動することができるので、従来の手ぶれ補正モジュールよりも画質が改善された像を得ることができる。特に、Ｘ軸とＹ軸が同一平面上で互いに交差する場合、優れた画質の像を得ることができる。また、第１ヒンジ４５及び第２ヒンジ４６は、弾性材料から作製されたヒンジ部材４０の一部として形成されるので（すなわち弾性を有するので）、スイング運動時に折れたり壊れたりすることはない。

一方、図５に示すような改変されたヒンジ部材１４０を使用することもできる。図２に示したヒンジ部材４０と同様に、このヒンジ部材１４０は上側部分１４１、中間部分１４２及び下側部分１４３を含み、上側部分１４１と中間部分１４２は第１ヒンジ部対１４５によって互いにヒンジ連結され、中間部分１４２と下側部分１４３は第２ヒンジ部対１４６によって互いにヒンジ連結されている。しかし、ヒンジ部材４０とヒンジ部材１４０とでは、形状が一部異なる。例えば、ヒンジ部材４０の下側部分４３はベース部材２０とフック結合するためのフック構造４３ａを有しているが、ヒンジ部材１４０の下側部分１４３はフック構造を有していない。

図３及び４を参照しつつ、第１のボイスコイルモータ対（５１ａ・５１ｂ；５１ａ´・５１ｂ´）の作動機構について説明する。ボイスコイルモータ５１ａ・５１ｂにおいて、コイル５１ｂの上側部分では、電流Ｉ_ＵはＹ軸の負方向に流れ、磁場ＢはＸ軸の正方向に向かうので、フレミングの左手の法則により、力Ｆ_２１は上方向（Ｚ軸の正方向）に作用する。コイル５１ｂの下側部分では、電流Ｉ_ＵはＹ軸の正方向に流れ、磁場ＢはＸ軸の負方向に向かうので、フレミングの左手の法則により、力Ｆ_２２は上方向（Ｚ軸の正方向）に作用する。つまり、ボイスコイルモータ５１ａ・５１ｂでは、力Ｆ_２１，Ｆ_２２は上方向に作用する。ボイスコイルモータ５１ａ・５１ｂとＸＹ平面において対向配置されたボイスコイルモータ５１ａ´・５１ｂ´では、上述したのと同様の原理によって力Ｆ_１１，Ｆ_１２は下方向に作用する。そして、コイル５１ｂ，５１ｂ´は、ベース部材２０またはハウジング３０に固定されており移動することができないため、永久磁石が取り付けられたヒンジ部材１４０の上側部分及び光学モジュール１０が移動することとなる。したがって、図４に示した構成では、光学モジュール１０は、Ｙ軸を中心にして反時計回りに所定の角度回転するスイング運動を行う。コイル５１ｂ，５１ｂ´に印加する電流の方向を反対にすれば、反対方向、すなわち、Ｙ軸を中心にして時計回り方向に所定の角度回転するスイング運動が行われる。したがって、コイル５１ｂ，５１ｂ´に印加する電流の方向を交互に変更することにより、Ｙ軸を中心にして時計方向と反時計方向との両方向に往復回転運動（スイング運動）させることができる。

上述したベース部材２０、ハウジング３０、ヒンジ部材４０及びボイスコイルモータ機構５０は、手ぶれ補正モジュールとして、互いに協同して作動する。

図５〜図８を参照して、手ぶれ補正モジュール（２０、３０、４０及び５０）内での光学モジュール１０のスイング運動について説明する。光学モジュール１０は、第１のボイスコイルモータ対５１ａ・５１ｂ；５１ａ´・５１ｂ´によって、Ｙ軸を中心にして往復回転運動（ローリング運動）することができる。また、光学モジュール１０は、第２のボイスコイルモータ対５２ａ・５２ｂ；５２ａ´・５２ｂ´によって、Ｘ軸を中心にして往復回転運動（ピッチング運動）することができる。このように、光学モジュール１０に対して、Ｘ軸及びＹ軸の各軸を中心にした往復回転振動を加えることにより、像の手ぶれを補償することができる。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）上には、回路パターンが形成されている。軟性ＰＣＢ（９０、１９０）は、光学モジュール１０を外部要素と電気的に接続する。軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の一端部は、硬性ＰＣＢ１３と電気的に接続されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、硬性ＰＣＢ１３の代わりに硬軟性ＰＣＢを使用することもできる。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）は、様々な方法により光学モジュール１０に接続される。

例えば、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の一端部は、導電性ボールを付着させた異方導電性フィルム（ＡＣＦ）１９５によって硬性ＰＣＢ１３に接続される。導電性ボールは、電気伝導度を増大させる効果がある。あるいは、通常の異方導電性フィルムだけを使用して接続することもできる。また、硬性ＰＣＢ１３に取り付けられたコネクタと、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）に取り付けられたコネクタとを互いに接続することよって、硬性ＰＣＢ１３と軟性ＰＣＢ（９０、１９０）とを互いに電気的に接続することもできる。また、それ以外にも、半導体パッケージングに使用される様々な接続方法（例えばフリップチップボンディングやはんだ接合）によって接続することもできる。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の厚さは薄い。特に、軟性ＰＣＢの厚さが非常に薄い場合には、軟性ＰＣＢの一端部に第１の保護板１９１が配置される。第１の保護プレート１９１により軟性ＰＣＢの一端部の剛性を高めることができ、それにより、電気的接続の作業が容易になると共に、電気接続構造の耐久性も向上する。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の他の部分、例えば中間部は、手ぶれ補正モジュールに固定される。具体的には、軟性ＰＣＢの中間部は、手ぶれ補正モジュールにおける、手ぶれ補正時に動かない部分（非可動部分）、例えば支持部材またはベース部材（２０、１２０）に固定される。軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の中間部分が手ぶれ補正モジュールの非可動部分に固定されるので、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の他端部に外力または手ぶれが加えられた場合でも、その外力または手ぶれは中間部で遮断される。すなわち、外力または手ぶれは、中間部の先の一端部までは伝達されない。したがって、手ぶれ補正のための光学モジュール１０のスイング運動時における外力またはてぶれの影響を最小限に抑えることができるので、精密な手ぶれ補正制御が可能になる。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の中間部には、第２の保護プレート１９２が配置される。第２の保護プレート１９２により軟性ＰＣＢ９０，１９０の中間部の剛性を高めることができる。それにより、電気的接続の作業が容易となると共に、電気接続構造の耐久性も向上する。

軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の中間部は、様々な方法によって支持部材またはベース部材（２０、１２０）に固定される。例えば、図１０に示すように、支持部材またはベース部材１２０の軟性ＰＣＢ取付面に、該取付面に対して垂直方向に突出形成された２つの突出部１２０ｂによって、軟性ＰＣＢ１９０を固定するように構成することもできる。支持部材またはベース部材１２０の軟性ＰＣＢ取付面上に載置した軟性ＰＣＢ１９０及び／または第２の保護プレート１９２に突出部１２０ｂを貫通させた後、突出部１２０ｂの先端を加熱溶融して拡径変形させることによって、軟性ＰＣＢ１９０が持部材またはベース部材１２０に固定される。突出部１２０ｂの数は必ずしも２つである必要はなく、軟性ＰＣＢ１９０の中間部が実質的に固定されれば１つあってもよい。また、図９に示すように、支持部材またはハウジング２０の軟性ＰＣＢ取付面の両側に、該取付面の内側に向かって延出形成された固定用延出部２０ｂによって、軟性ＰＣＢ９０及び第２の保護プレート９２を固定するように構成することもできる。

図８に示すように、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の一端部と中間部との間の断面は、緩やかなＳ字状の曲線形状を有する。Ｓ字状の曲線形状とは、凸型曲線と凹型曲線との間に少なくとも１つの変曲点を有する曲線である。このようなＳ字状の曲線形状により、すなわち軟性ＰＣＢの一端部と中間部との間に可動余裕を確保することにより、光学モジュール１０が２軸スイング運動するときの、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）によるスイング運動への影響を遮断することができる。したがって、正確な手ぶれ補正を行うことが可能となる。

一方、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）は、手ぶれ補正モジュールの駆動手段５０を外部要素と電気的に接続する役割も担う。このために、支持部材またはベース部材（２０、１２０）に形成され、かつボイスコイルモータ（駆動手段）のコイルと電気的に接続されたはんだ板（２５、１２５）が、軟性ＰＣＢ（９０、１９０）と接続される。はんだ板（２５、１２５）は、図６または図７に示すような形態で形成することができる。軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の一部をはんだ板（２５、１２５）にはんだ付けによって結合させることにより、光学モジュール１０の手ぶれ補正制御に対する外力の影響をさらに遮断することができる。つまり、軟性ＰＣＢに伝わった外力を、軟性ＰＣＢとはんだ板との結合部分で遮断することができる（軟性ＰＣＢの一端部への外力の伝達を防止することができる）。

図１０を参照して、軟性ＰＣＢ１９０の一端部と中間部との間に、開口部１９０ａが形成されている。この開口部１９０ａは、光学モジュール１０に設置されるジャイロセンサ１４の設置空間である。ジャイロセンサ１４を設置しない場合は、図９に示すように、開口部は設けられない。

上述の軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の接続構造は、２つの軸を中心にした往復回動運動（スイング運動）を支持するヒンジ部材４０を含む手ぶれ補正モジュールの実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述の軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の接続構造は、光学モジュール１０を取り囲む支持部材の下側部分に回動運動を支持するためのボールが復元用ばねと共に配置された他の実施形態にも適用可能である。すなわち、上述の軟性ＰＣＢ（９０、１９０）の接続構造は、２軸スイング運動が可能なあらゆる手ぶれ補正モジュールに適用可能である。

以下、本発明の一実施形態による手ぶれ補正機構を有するカメラモジュールの組み立て方法について説明する。

まず、ベース部材２０に、はんだ板（２５、１２５）を取り付ける。はんだ板は、ベース部材２０に緊密に嵌合させることにより取り付けられ、熱硬化性樹脂を使用して結合される。次に、ハウジング３０をベース部材２０にフック構造２０ａ、３０ａにより結合させることによってベースアセンブリを形成する。第１のボイスコイルモータ対及び第２のボイスコイルモータ対のコイル（５１ｂ、５１ｂ´、５２ｂ、５２ｂ´）をベース部材２０またはハウジング３０に取り付ける（熱硬化性樹脂により）。そして、コイルの端部をはんだ板（２５、１２５）に電気的に接続させる。その後、ヒンジ部材の開口部（永久磁石の取付部）４１ａに永久磁石（５１ａ、５１ａ´、５２ａ、５２ａ´）を取り付け、紫外線硬化樹脂を用いて結合させることによってヒンジアセンブリを形成する。ヒンジアセンブリをベースアセンブリにフック構造４３ａを使用して取り付け、紫外線硬化樹脂を用いて結合させることによって、手ぶれ補正モジュールを完成する。

図９に示したカメラモジュールの場合は、軟性ＰＣＢ９０の一端部を光学モジュール１０に固定した後、ベース部材２０の軟性ＰＣＢ取付面の両側に延出形成した固定用延出部２０ｂによって、軟性ＰＣＢ９０の中間部を支持部材に固定する。そして、はんだ板２５を軟性ＰＣＢ９０の対応する部分（中間部に隣接する部分）に電気的に接続させた後、その上にカバープレート８０を被せる。カバープレート８０は、ハウジング３０またはハウジングに一体化された支持部材の下側部分に、フック構造（８０ａ、３０ｃ）を使用して取り付けられる。

手ぶれ補正モジュールの内部に光学モジュール１０を収容する。図１０に示したカメラモジュールの場合は、軟性ＰＣＢ１９０の一端部を光学モジュール１０に結合させた後、はんだ板１２５を軟性ＰＣＢ１９０の対応する部分（中間部に隣接する部分）に電気的に接続させる。そして、軟性ＰＣＢ１９０の中間部を支持部材１２０に熱融着により結合させた後、その上にカバープレート１８０を被せる。カバープレート１８０は、ベース部材２０、またはベース部材と一体的に結合された支持部材の下側部分にフック構造（１８０ａ、１３１）を使用して取り付けられる。

また、ハウジング３０の上側には、キャップ７０が、フック構造７０ａ，３０ａを使用して取り付けられる。キャップ７０は、光学モジュール１０が手ぶれ補正モジュールに収容された後の任意の時点で取り付けられる。

手ぶれ補正モジュール（２０、３０、４０及び５０）は、その内部に光学モジュール１０がカートリッジ方式で着脱自在に取り付けられるように構成される。より詳細には、光学モジュール１０は、手ぶれ補正モジュールにおけるスイング運動する部分、例えばヒンジ部材４０の上側部分４１に着脱自在に取り付けられる。このように、手ぶれ補正モジュールに光学モジュール１０をカートリッジ方式で着脱自在に取り付けるように構成すれば、組立て性が向上すると共に、同一寸法規格の様々な光学モジュールに対して、様々な手ぶれ補正機能を適用することが可能となる。

本発明は、図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。

１０光学モジュール
２０ベース部材
２０ａ，３０ａ；８０ａ，３０ｃ；７０ａ，３０ｂ；４３ａフック構造
２５はんだ板
３０ハウジング
４０ヒンジ部材
５０ボイスコイルモータ機構
５１ａ，５１ａ´，５２ａ，５２ａ´ 永久磁石
５１ｂ，５１ｂ´，５２ｂ，５２ｂ´ コイル
７０キャップ
８０カバープレート
９０印刷回路基板

Claims

手ぶれ補正モジュールであって、
イメージセンサを有する光学モジュールを２つの軸の各軸周りに往復回動運動可能に弾性支持するヒンジ部材と、
前記ヒンジ部材が固定的に取り付けられるベース部材と、
前記光学モジュールを往復回動運動させる駆動手段とを含み、
前記ヒンジ部材が、前記光学モジュールの光軸方向に順に並ぶ、上側部分、中間部分及び下側部分から構成され、
前記上側部分と前記中間部分とが第１のヒンジ手段により、前記上側部分が前記２つの軸の一方の軸の周りに往復回動運動可能にヒンジ連結され、
前記中間部分と前記下側部分とが第２のヒンジ手段により、前記中間部分が前記２つの軸の他方の軸の周りに往復回動運動可能にヒンジ連結され、
前記上側部分に前記光学モジュールが固定的に取り付けられ、
前記駆動手段が、永久磁石及びコイルから構成されるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）機構であり、かつ
前記永久磁石及びコイルの一方が、前記ヒンジ部材の前記上側部分に固定的に取り付けられたことを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記ヒンジ部材が、弾性材料からなることを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記ヒンジ部材の下側部分が、前記ベース部材に固定的に取り付けられたことを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記ＶＣＭ機構が、前記２つの軸の一方の軸の軸方向において互いに対向するように配置された第１のＶＣＭ対と、前記２つの軸の他方の軸の軸方向において互いに対向するように配置された第２のＶＣＭ対とを含むことを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項４に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記永久磁石が前記ヒンジ部材の側部に設置され、
前記コイルが、前記永久磁石と対向してかつ所定間隔離間して配置されることを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
電磁波障害（ＥＭＩ）を遮蔽する材料からなるハウジングをさらに含み、
前記ハウジングは、外部からモジュールの内部への異物の侵入を防止すべく、前記ベース部材の外壁を取り囲むようにして前記ベース部材に結合されることを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記２つの軸の交差点が、前記イメージセンサの撮像面の中心と対応するようにすることを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
請求項１に記載の手ぶれ補正モジュールであって、
前記２つの軸が、同一平面上で交差することを特徴とする手ぶれ補正モジュール。
手ぶれ補正機能を備えたカメラモジュールであって、
イメージセンサを有する光学モジュールと、
請求項１乃至８のいずれかに記載の手ぶれ補正モジュールと
を含むカメラモジュール。