JP7453570B2 - 光学素子駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子を駆動する光学素子駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置に関する。

一般に、スマートフォンやドローン等のカメラ搭載装置には、カメラモジュールが搭載されている。このようなカメラモジュールには、光学素子を駆動する光学素子駆動装置が使用されている。なお、ドローンは、遠隔操作又は自動制御により飛行させることができる無人航空機であり、マルチコプターと呼ばれるものもある。

光学素子駆動装置は、オートフォーカス機能（以下「ＡＦ機能」と称する、ＡＦ：Auto Focus）を有している。光学素子駆動装置は、ＡＦ機能により、レンズを光軸方向に移動して、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行っている。

例えば、特許文献１には、筐体、磁石部を有するレンズホルダ（保持部）、筐体の内側に配置される内側磁性体部、ガイド部等を備える光学素子駆動装置が示されている。特許文献１において、内側磁性体部は、磁石部との間に生じる引力により、レンズホルダをガイド部側に付勢するよう配置されている。ガイド部は、互いに対向するよう配置されてＶ字状に窪む２対の溝部と、２対の溝部同士の間にそれぞれ挟持されるボール部材と、を有し、光軸方向にレンズホルダを移動可能に構成されている。

特開２０１４－１９７０６７号公報

部品には製造上の公差が存在する。例えば、特許文献１の光学素子駆動装置においては、当該光学素子駆動装置を構成する部品の寸法に公差による個体差があり、部品同士を組み立てた状態に個体差が生じることもある。例えば、ガイド部を構成する溝部やボール部材の寸法に個体差があり、これらを組み立てた状態に個体差が生じることがある。特許文献１の光学素子駆動装置では、Ｖ字状に窪む溝部同士の間にボール部材が挟持されており、上述した個体差の影響を吸収できる構造ではないので、ガイド部によるレンズホルダの支持が不安定になり、レンズホルダにガタツキが生じるおそれがある。

本発明の目的は、光学素子を保持する保持部を安定して移動可能に支持する光学素子駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することにある。

本発明に係る光学素子駆動装置は、
光学素子を光路方向に駆動する光学素子駆動装置であって、
前記光学素子を保持可能な保持部と、
前記保持部の周囲を囲んで前記保持部を内側に収容する収容部と、
前記収容部の内側において、前記周囲で互いに異なる位置にそれぞれ配置される第１支持部、第２支持部及び第３支持部を少なくとも含み、前記第１支持部の前記保持部に対する押圧及び前記押圧に伴う前記第２支持部及び第３支持部と前記保持部との係合により、前記保持部を前記光路方向に移動可能に支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、
前記保持部の外側に配置される第１溝部と、
前記収容部の内側に配置される第２溝部と
前記第１溝部と前記第２溝部との間に転動可能に配置される転動部材と、
を有し、
前記第１支持部及び前記第３支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部の双方は、前記転動部材と二点で接触するよう形成され、
前記第２支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部のいずれか一方は、前記転動部材と一点で接触するよう形成され、
前記第１支持部の前記保持部に対する押圧方向は、前記光学素子の光軸に向かう方向で あり、
前記第２支持部において前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向と、前記第３支 持部において前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向とは、前記押圧方向とそれぞ れ異なる。

本発明に係るカメラモジュールは、
前記光学素子駆動装置と、
前記保持部を前記光路方向に移動可能に駆動する駆動部と、
前記光学素子を用いて被写体像を撮像する撮像部と、
を備える。

本発明に係るカメラ搭載装置は、
情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
前記カメラモジュールと、
前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、
を備える。

本発明によれば、光学素子を保持する保持部を安定して移動可能に支持することができる。

本発明の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正面図である。 図１Ａに示すスマートフォンの背面図である。 カメラモジュール及び撮像部を示す斜視図である。 カメラモジュールの光学素子駆動装置が有する光学素子駆動装置本体の平面図である。 図３に示す光学素子駆動装置本体の第１支持部を拡大して説明する平面図である。 図３に示す光学素子駆動装置本体の第２支持部を拡大して説明する平面図である。 図３に示す光学素子駆動装置本体の第３支持部を拡大して説明する平面図である。 車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す正面図である。 図７Ａに示す自動車を斜め後方側から見た斜視図である。

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。

［スマートフォン］
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置の一例）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１Ｂ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、２つの背面カメラＯＣ１、ＯＣ２からなるデュアルカメラを有する。本実施の形態では、背面カメラＯＣ１、ＯＣ２に、カメラモジュールＡが適用されている。

カメラモジュールＡは、ＡＦ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ことができる。なお、カメラモジュールＡは、振れ補正機能（以下「ＯＩＳ機能」と称する、ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を備えていてもよい。ＯＩＳ機能により、撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して、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］
図２は、カメラモジュールＡ及び撮像部５を示す斜視図である。図３は、図２に示すカメラモジュールＡの光学素子駆動装置１が有する光学素子駆動装置本体４の平面図である。図２及び図３に示すように、本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。また、後述する図４～図６においても、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Ａは、例えば、スマートフォンＭで撮影が行われる場合、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方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Ｚ方向が光路方向であり、図２において、図中上側（＋Ｚ側）が光路方向の受光側、下側（－Ｚ側）が光路方向の結像側である。また、以降において、Ｚ軸（Ｚ方向）に直交する方向を「Ｚ軸直交方向」と称し、Ｚ軸に直交する面を「Ｚ軸直交面」と称する。

ここで、後述するカバー３の開口部３０１、後述する保持部１０の開口部１１、あるいは、後述する収容部２０において撮像素子５０２に対する開口部（図示省略）によって形成される光の通り道が光路である。そして、この光路の延びる方向（各開口部の貫通方向）が光路方向である。光路方向は、光学素子の種類に応じて、光軸方向、焦点方向（焦点を調整する方向）と呼んでもよい。

図２及び図３に示すように、カメラモジュールＡは、ＡＦ機能を実現する光学素子駆動装置１、円筒形状のレンズバレルにレンズが収容されてなるレンズ部２及びレンズ部２により結像された被写体像を撮像する撮像部５等を備える。すなわち、光学素子駆動装置１は、光学素子としてレンズ部２を駆動する、いわゆる、レンズ駆動装置である。

［カバー］
光学素子駆動装置１において、光学素子駆動装置本体４は、外側をカバー３で覆われている。カバー３は、Ｚ方向から見た平面視で矩形状の有蓋四角筒体である。本実施の形態では、カバー３は、平面視で正方形状を有している。カバー３は、上面に略円形の開口部３０１を有する。レンズ部２は、光学素子駆動装置本体４の保持部１０の開口部１１に収容され、カバー３の開口部３０１から外部に臨み、Ｚ方向における移動に伴い、カバー３の開口面よりも受光側に突出するように構成されている。カバー３の内壁は、光学素子駆動装置本体４の収容部２０の側面に、例えば、接着により固定され、光学素子駆動装置本体４を収容する。

カバー３は、光学素子駆動装置１の外部からの電磁波を遮断する部材、例えば、磁性体からなるシールド部材を有している。

［撮像部］
撮像部５は、光学素子駆動装置１の結像側に配置される。撮像部５は、例えば、イメージセンサー基板５０１、イメージセンサー基板５０１に実装される撮像素子５０２及び制御部５０３を有する。撮像素子５０２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、レンズ部２により結像された被写体像を撮像する。

制御部５０３は、例えば、制御ＩＣで構成され、光学素子駆動装置１の駆動制御を行う。光学素子駆動装置１は、イメージセンサー基板５０１に搭載され、機械的かつ電気的に接続される。制御部５０３は、イメージセンサー基板５０１に設けられてもよいし、カメラモジュールＡが搭載されるカメラ搭載機器（本実施の形態では、スマートフォンＭ）に設けられてもよい。

なお、図２では、位置が固定されたイメージセンサー基板５０１に対し、レンズ部２を光学素子駆動装置１でＺ方向に駆動することで、被写体像を撮像素子５０２に結像しているが、例えば、撮像素子５０２をＺ方向に駆動してもよい。この場合、レンズ部２をカバー３に固定し、光学素子である撮像素子５０２を光学素子駆動装置１でＺ方向に駆動することで、被写体像を撮像素子５０２に結像すればよい。

［光学素子駆動装置本体］
光学素子駆動装置本体４は、光学素子であるレンズ部２をＺ方向（本発明における光路方向）に駆動する光学素子駆動装置１の本体部分である。なお、以降では、説明の便宜上、光学素子駆動装置１がレンズ部２を駆動することを前提に説明を行うが、上述したように、光学素子駆動装置１が撮像素子５０２を駆動してもよい。

光学素子駆動装置本体４は、図３に示すように、レンズ部２の外周を囲んでレンズ部２を保持可能な開口部１１を有する保持部１０と、保持部１０の外周（周囲）を囲んで保持部１０を内側の収容開口部２１に収容する収容部２０とを有する。

［保持部］
保持部１０は、円筒形状のレンズ部２に対応して、中央部に円筒形状の開口部１１を有する。開口部１１の内周面は、例えば、取付溝等を形成することにより、レンズ部２を開口部１１内に保持可能に構成されている。

なお、光学素子駆動装置１が撮像素子５０２を駆動する場合、保持部１０に開口部１１は無くてもよく、その場合、例えば、保持部１０の上面（受光側の面）に撮像素子５０２を保持するようにすればよい。

保持部１０の外側である外周面１２は、一例として、平面視で八角形状に形成されている。また、外周面１２は、その複数箇所（図３では、一例として、３箇所）に、Ｚ方向に沿って延在する第１溝部１３～１５を有している。第１溝部１３～１５については後述する。

［収容部］
収容部２０は、平面視で矩形状（図３では、一例として、正方形状）の収容開口部２１を中央部に有し、収容開口部２１は、上記形状の保持部１０を内側に収容可能に構成されている。収容開口部２１の内側である内周面２２は、第１溝部１３～１５と対向して、Ｚ方向に沿って延在する第２溝部２３ａ、２４、２５を有している。収容部２０の外形は、平面視で矩形状（図３では、一例として、正方形状）に形成されている。

［支持部］
第１溝部１３及び付勢部材２３とボール部材３１とにより、第１支持部４０Ａが構成される。また、第１溝部１４及び第２溝部２４とボール部材３２とにより、第２支持部４０Ｂが構成される。また、第１溝部１５及び第２溝部２５とボール部材３３とにより、第３支持部４０Ｃが構成される。ボール部材３１～３３は、本発明における転動部材である。

第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃについて、図４～図６を参照して説明する。図４は、図３に示す光学素子駆動装置本体４の第１支持部４０Ａを拡大して説明する平面図である。図５は、図３に示す光学素子駆動装置本体４の第２支持部４０Ｂを拡大して説明する平面図である。図６は、図３に示す光学素子駆動装置本体４の第３支持部４０Ｃを拡大して説明する平面図である。

［第１支持部］
収容部２０は、４つの角部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを有する。また、収容開口部２１は、角部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのそれぞれに対応する開口隅部２１ａ～２１ｄを有する。第１支持部４０Ａでは、角部２０ａ（本発明における第１角部）の内側に位置する開口隅部２１ａに付勢部材２３が配置され、付勢部材２３の第２溝部２３ａに対向して、第１溝部１３が配置される。そして、第１溝部１３と第２溝部２３ａとの間にボール部材３１が転動可能に配置されている。これらの第１溝部１３、付勢部材２３及びボール部材３１により、開口隅部２１ａに配置される第１支持部４０Ａが構成されている。

第１溝部１３は、保持部１０の外周面１２において、平面視で内側に窪むＶ字状に形成された溝であり、また、Ｚ方向に沿って延在する溝である。第１溝部１３は、斜面１３ａと、斜面１３ｂとを有する。斜面１３ａは、平面視において、第１溝部１３が配置される外周面１２の部位の平面に対して傾斜し、ボール部材３１の球面と一点で接触する。斜面１３ｂも、平面視において、第１溝部１３が配置される外周面１２の部位の平面に対して傾斜し、ボール部材３１の球面と一点で接触する。斜面１３ｂは、斜面１３ａと交差し、これにより、第１溝部１３をＶ字状の溝としている。

このような構成により、第１溝部１３は、ボール部材３１の球面と二点で接触する。つまり、第１溝部１３は、ボール部材３１と二点で接触するよう形成されている。第１溝部１３は、ボール部材３１が接触している状態においては、ボール部材３１のＺ方向への移動は許容するが、Ｚ軸直交方向への移動を許容しない。そのため、後述するボール部材３１からの押圧力を保持部１０へ伝達する。

なお、第１溝部１３においては、外周面１２に形成された溝に、金属材料等からなるＶ字断面のレール状部材を取り付けてもよい。保持部１０は、通常、樹脂等からなり、ボール部材３１は、通常、セラミックスや合金等の材料からなる。そのため、第１溝部１３を、保持部１０よりも硬質の金属材料等からなるレール状部材から構成することで、ボール部材３１からの押圧力を受けても、第１溝部１３が変形し難くなる。このような構成により、第１支持部４０Ａは、Ｚ方向に移動可能に安定して保持部１０を支持することができる。

付勢部材２３は、平面視で外側に窪むＶ字状の第２溝部２３ａを有するレール状部材であり、弾性変形可能な材料、例えば、金属等の材料から形成され、板バネとして機能する。付勢部材２３は、上述した第２溝部２３ａと、平面視で第２溝部２３ａの両端に配置される２つの固定部２３ｂとを有する。２つの固定部２３ｂは、開口隅部２１ａを形成する内周面２２に固定され、これにより、付勢部材２３は弾性変形可能に内周面２２に支持される。

第２溝部２３ａは、ボール部材３１に接触し、付勢部材２３の弾性変形に伴う付勢力は、ボール部材３１を介して、第１溝部１３を押圧して、保持部１０に押圧力Ｆ１を付与することになる。

このように、付勢部材２３は、ボール部材３１が開口部１１の内側に向かう方向（本発明における押圧の方向）に押圧力Ｆ１を第１溝部１３（保持部１０）へ付与するよう、構成されている。このとき、押圧力Ｆ１は、開口部１１が平面視で真円である場合には、開口部１１の中心Ｃに向かう方向（図３中の破線Ｌを参照）であることが望ましい。

ボール部材３１は、第１溝部１３と第２溝部２３ａとの間に１つ配置してもよいが、保持部１０の傾き（チルト）をより安定して抑制したい場合、複数配置することが望ましい。その場合、複数のボール部材３１は、Ｚ方向に沿って並ぶよう配置され、また、互いの距離が一定に保たれると共にＺ方向における位置決めができるよう、リテーナー（図示省略）に保持される。

このように、第１支持部４０Ａは、付勢部材２３を用いて、開口部１１の内側に向かう押圧力Ｆ１を保持部１０へ付与する。そのため、第１支持部４０Ａは、保持部１０を開口部１１の内側に向かう方向に押圧しながら、保持部１０をＺ方向に移動可能に支持することになり、保持部１０の傾きを抑制することができる。この結果、収容部２０は、第１支持部４０Ａを介して、保持部１０を安定して支持することができる。

［第２支持部］
第２支持部４０Ｂでは、角部２０ｂの内側に位置する開口隅部２１ｂと角部２０ｄ（本発明における第２角部）の内側に位置する開口隅部２１ｄとの間に第２溝部２４が配置される。言い換えると、角部２０ａの対角位置にある角部２０ｄを挟む２つの辺において、その一辺の内側に第２溝部２４が配置される。第２溝部２４に対向して、第１溝部１４が配置される。そして、第１溝部１４と第２溝部２４との間にボール部材３２が転動可能に配置されている。これらの第１溝部１４、第２溝部２４及びボール部材３２により、第２支持部４０Ｂが構成されている。このように、スペースを要しない第２支持部４０Ｂを開口隅部２１ｂと開口隅部２１ｄとの間に配置するので、つまり、開口隅部２１ａ～２１ｄを避けて配置するので、スペースを要する後述の駆動部５１を開口隅部２１ｂに配置することができる。

第１溝部１４は、保持部１０の外周面１２において、平面視で内側に窪む凹状に形成された溝であり、また、Ｚ方向に沿って延在する溝である。第１溝部１４は、平面視において、溝の底部を構成する平面状の底面１４ａ（本発明における平面部）と、溝の両側の側部を構成する側面１４ｂ（本発明における側面部）とを有する。一対の側面１４ｂは、底面１４ａを挟んで、底面１４ａに交差する方向に沿って配置される。

第１溝部１４が配置される外周面１２の部位、及び、第１溝部１４に対向する第２溝部２４が配置される内周面２２の部位は、互いに平行な平面であり、図５では、一例として、第１溝部１４と第２溝部２４とが対向する方向であるＹ方向に垂直な平面である。第１溝部１４において、底面１４ａは、第１溝部１４が配置される外周面１２の部位に平行な平面であり、平面であるので、ボール部材３２の球面とは一点で接触する。つまり、第１溝部１４は、ボール部材３２と一点で接触するよう形成されている。

このように、第２支持部４０Ｂ及び保持部１０の対向部分であるボール部材３２の球面及び第１溝部１４の平面状の底面１４ａは、互いに一点で接触するので、相対変位可能であり、所定の位置を基準にして相対変位する。

例えば、後述するように、第３支持部４０Ｃを有する構成の場合、第３支持部４０Ｃの位置を基準（回転中心）にして、保持部１０は回転方向に相対変位可能である。そのため、ボール部材３２及び第１溝部１４は、第３支持部４０Ｃの周方向であって、内周面２２に沿う周方向に相対変位可能となる。

また、後述の他の実施の形態で説明するように、第３支持部４０Ｃを有しておらず、１つの第１支持部４０Ａと２つの第２支持部４０Ｂとを有する構成の場合、第１支持部４０Ａの位置を基準にして、保持部１０は内周面２２に沿う周方向に相対変位可能である。そのため、ボール部材３２及び第１溝部１４は、内周面２２に沿う周方向に相対変位可能となる。

このような相対変位は、ボール部材３２を保持する第１溝部１４及び第２溝部２４の相対変位、即ち、保持部１０及び収容部２０の相対変位を許容することを意味する。

そして、保持部１０は、上述したように、第１支持部４０Ａにより押圧されるので、第２支持部４０Ｂでは、ボール部材３２及び第１溝部１４が押圧に従って上記の周方向に相対変位する。この相対変位により、ボール部材３２と第１溝部１４との接触位置がずれ、このずれに伴って、係合する部分同士に作用する力が安定したとき、第２支持部４０Ｂに対する保持部１０の支持位置が定まることになる。このようにして、第２支持部４０Ｂと保持部１０との係合位置が調整される。

図５中において、部品の個体差等により第１溝部１４が安定する位置からずれていて、第１支持部４０Ａによる押圧を開始した直後の状態を破線で示し、第１溝部１４が安定する位置に相対変位した状態を図５中に実線で示す。

第１溝部１４が安定する位置からずれている状態では、ボール部材３２の球面と第１溝部１４の底面１４ａの接触位置も、安定時の接触位置からずれる。そのため、第１支持部４０Ａによる押圧に伴う底面１４ａからの接触圧Ｆ２は、ボール部材３２を介して、後述の第２溝部２４の斜面２４ａと斜面２４ｂに対して不均等に作用する。このような状態は不安定であるので、第１支持部４０Ａによる押圧に従って、ボール部材３２及び第１溝部１４は相対変位する（接触位置がずれる）。そして、この相対変位後、底面１４ａからの接触圧Ｆ３は、ボール部材３２を介して、斜面２４ａと斜面２４ｂに対して均等に作用することになる。

このようにして、係合する部分同士、つまり、第１溝部１４の底面１４ａ、ボール部材３２及び第２溝部２４の斜面２４ａ、２４ｂ同士に作用する力が安定したとき、第２支持部４０Ｂに対する保持部１０の支持位置（係合位置）が定まる。これにより、光学素子駆動装置本体４を構成する部品の寸法やこれらを組み立てた状態に個体差があっても、必ず、がたつきのない安定した支持を実現することができる。

側面１４ｂ同士の間隔（図５では、Ｘ方向の間隔）は、適宜に設定可能であるが、例えば、第２溝部２４の開口部分（図５では、第１溝部１４と接する部分）の幅以上であればよい。また、ボール部材３２がリテーナーに保持される場合には、上記の間隔は、リテーナーの幅（Ｘ方向の幅）未満であればよい。また、許容するボール部材３２の移動量に上限がある場合には、上記の間隔が移動量の上限の値となるようにしてもよい。

なお、第１溝部１４においても、外周面１２に形成された溝に、金属材料等からなる部材を取り付けてもよい。第１溝部１４の場合、ボール部材３２が接触する底面１４ａが平面であるので、平面状の部材を底面１４ａ上に取り付ける。第１溝部１４を、保持部１０よりも硬質の金属材料等からなる平面状の部材から構成することで、ボール部材３２から力（上記の押圧力Ｆ１に対する反力）を受けても、第１溝部１４が変形し難くなる。このような構成により、第２支持部４０Ｂも、Ｚ方向に移動可能に安定して保持部１０を支持することができる。

第２溝部２４は、収容部２０の内周面２２において、平面視で外側に窪むＶ字状に形成された溝であり、また、Ｚ方向に沿って延在する溝である。第２溝部２４は、斜面２４ａ（本発明における第１傾斜部）と、斜面２４ｂ（本発明における第２傾斜部）とを有する。斜面２４ａは、平面視において、底面１４ａに対して傾斜し、ボール部材３２の球面と一点で接触する。斜面２４ｂも、平面視において、底面１４ａに対して傾斜し、ボール部材３２の球面と一点で接触する。斜面２４ｂは、斜面２４ａと交差し、これにより、第２溝部２４をＶ字状の溝としている。平面視において、斜面２４ａ及び斜面２４ｂが形成する三角形は、一例として、底面１４ａ側を底辺とする二等辺三角形とする。

このような構成により、第２溝部２４は、ボール部材３２の球面と二点で接触する。つまり、第２溝部２４は、ボール部材３２と二点で接触するよう形成されている。第２溝部２４は、ボール部材３２が接触している状態においては、ボール部材３２のＺ方向への移動は許容するが、Ｚ軸直交方向への移動を許容しない。

なお、第２溝部２４においても、内周面２２に形成された溝に、金属材料等からなるＶ字断面のレール状部材を取り付けてもよい。第２溝部２４を、収容部２０よりも硬質の金属材料等からなるレール状部材から構成することで、ボール部材３２から力（上記の押圧力Ｆ１）を受けても、第２溝部２４が変形し難くなる。このような構成により、第２支持部４０Ｂも、Ｚ方向に移動可能に安定して保持部１０を支持することができる。

ボール部材３２は、上述したボール部材３１と同様の構成である。ボール部材３２は、第１溝部１４と第２溝部２４との間に１つ以上配置される。保持部１０の傾きをより安定して抑制したい場合、ボール部材３２は、Ｚ方向に沿って並ぶように複数配置され、また、互いの距離が一定に保たれると共にＺ方向における位置決めができるよう、リテーナー（図示省略）に保持される。

第２支持部４０Ｂでは、上述した第１支持部４０Ａによる押圧に伴い、第２支持部４０Ｂが保持部１０と係合し、収容部２０は、第２支持部４０Ｂを介して、保持部１０をＺ方向に移動可能に安定して支持することになる。

また、上述したように、第２溝部２４は、接触しているボール部材３２について、Ｚ軸直交方向への移動を許容しないが、第１溝部１４が、接触しているボール部材３２について、上記の周方向への相対変位を許容する。そのため、第２支持部４０Ｂでは、上述した相対変位に伴い、保持部１０と収容部２０との相対位置が調整され、これにより、光学素子駆動装置本体４を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差による影響を吸収することができる。この結果、収容部２０は、第２支持部４０Ｂを介して、保持部１０を安定して移動可能に支持することができ、保持部１０におけるガタツキを抑制することができる。

［第３支持部］
第３支持部４０Ｃでは、角部２０ｃの内側に位置する開口隅部２１ｃと角部２０ｄの内側に位置する開口隅部２１ｄとの間に第２溝部２５が配置される。言い換えると、角部２０ａの対角位置にある角部２０ｄを挟む２つの辺において、その一辺の内側に第２溝部２５が配置される。第２溝部２５に対向して、第１溝部１５が配置される。そして、第１溝部１５と第２溝部２５との間にボール部材３３が転動可能に配置されている。これらの第１溝部１５、第２溝部２５及びボール部材３３により、第３支持部４０Ｃが構成されている。このように、スペースを要しない第３支持部４０Ｃを開口隅部２１ｃと開口隅部２１ｄとの間に配置するので、つまり、開口隅部２１ａ～２１ｄを避けて配置するので、スペースを要する後述の駆動部５１を開口隅部２１ｃに配置することができる。

第１溝部１５は、基本的には、上述した第１溝部１３と同様の構成である。第１溝部１５は、保持部１０の外周面１２において、平面視で内側に窪むＶ字状に形成された溝であり、また、Ｚ方向に沿って延在する溝である。第１溝部１５は、平面視において、第１溝部１５が配置される外周面１２の部位の平面（図６では、一例として、Ｙ方向に沿う平面）に対してそれぞれが傾斜し、それぞれがボール部材３３の球面と一点で接触する斜面１５ａと斜面１５ｂとを有する。斜面１５ａと斜面１５ｂとは互いに交差し、これにより、第１溝部１５をＶ字状の溝としている。

このような構成により、第１溝部１５は、ボール部材３３の球面と二点で接触する。つまり、第１溝部１５は、ボール部材３３と二点で接触するよう形成されている。第１溝部１５は、ボール部材３３が接触している状態においては、ボール部材３３のＺ方向への移動は許容するが、Ｚ軸直交方向への移動を許容しない。

なお、第１溝部１５においても、外周面１２に形成された溝に、金属材料等からなるＶ字断面のレール状部材を取り付けてもよい。第１溝部１５を、保持部１０よりも硬質の金属材料等からなるレール状部材から構成することで、ボール部材３３から力（上記の押圧力Ｆ１に対する反力）を受けても、第１溝部１５が変形し難くなる。このような構成により、第３支持部４０Ｃも、Ｚ方向に移動可能に安定して保持部１０を支持することができる。

また、第２溝部２５は、基本的には、上述した第２溝部２４と同様の構成である。第２溝部２５は、収容部２０の内周面２２において、平面視で外側に窪むＶ字状に形成された溝であり、また、Ｚ方向に沿って延在する溝である。第２溝部２５は、平面視において、第２溝部２５が配置される内周面２２の部位の平面（図６では、一例として、Ｙ方向に沿う平面）に対してそれぞれが傾斜し、それぞれがボール部材３３の球面と一点で接触する斜面２５ａと斜面２５ｂとを有する。斜面２５ａと斜面２５ｂとは互いに交差し、これにより、第２溝部２５をＶ字状の溝としている。

このような構成により、第２溝部２５は、ボール部材３３の球面と二点で接触する。つまり、第２溝部２５は、ボール部材３３と二点で接触するよう形成されている。第２溝部２５は、ボール部材３３が接触している状態においては、ボール部材３３のＺ方向への移動は許容するが、Ｚ軸直交方向への移動を許容しない。

なお、第２溝部２５においても、内周面２２に形成された溝に、金属材料等からなるＶ字断面のレール状部材を取り付けてもよい。第２溝部２５を、収容部２０よりも硬質の金属材料等からなるレール状部材から構成することで、ボール部材３３から力（上記の押圧力Ｆ１）を受けても、第２溝部２５が変形し難くなる。このような構成により、第３支持部４０Ｃも、Ｚ方向に移動可能に安定して保持部１０を支持することができる。

ボール部材３３も、上述したボール部材３１と同様の構成である。ボール部材３３は、第１溝部１５と第２溝部２５との間に１つ以上配置される。保持部１０の傾きをより安定して抑制したい場合、ボール部材３３は、Ｚ方向に沿って並ぶように複数配置され、また、互いの距離が一定に保たれると共にＺ方向における位置決めができるよう、リテーナー（図示省略）に保持される。

上述したように、第１溝部１５は、接触しているボール部材３３について、Ｚ軸直交方向への移動を許容せず、第２溝部２５も、接触しているボール部材３３について、Ｚ軸直交方向への移動を許容しない。これは、ボール部材３３を保持する第１溝部１５及び第２溝部２５、即ち、保持部１０及び収容部２０のＺ軸直交方向への移動を禁止することを意味する。一方で、第１溝部１５及び第２溝部２５は、保持部１０のＺ軸周りの回転方向への変位Ｒは許容する。このように、第３支持部４０Ｃは、保持部１０及び収容部２０のＺ軸直交方向への移動を禁止し、保持部１０のＺ軸周りの回転方向への変位Ｒは許容する。そのため、第３支持部４０Ｃが収容部２０に対する保持部１０の変位の基準の位置（回転中心）となって、第２支持部４０Ｂでの保持部１０の変位を許容することになる。この結果、第２支持部４０Ｂにおいて、光学素子駆動装置本体４を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差を吸収することができる。

［第１～第３支持部の配置］
上述した第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃは、保持部１０と収容部２０との間に設けられる。図３では、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃは、収容開口部２１の内周面２２（保持部１０の外周面１２）において、互いに異なる位置であって、周方向の３箇所に分散した位置にそれぞれ配置されている。このような第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃにより、保持部１０は、収容部２０に対して、Ｚ方向に移動可能に支持されている。

第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃを３箇所に分散してそれぞれ配置する場合、これらの支持部同士の間の角度は、１２０°間隔で配置することが望ましいが、この角度は適宜に変更可能である。

第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃ同士を１２０°間隔以外の角度で配置する場合、これらの支持部は以下のような配置とすることが望ましい。具体的には、第１支持部４０Ａにおいて、付勢部材２３の付勢力によるボール部材３１の押圧力Ｆ１の方向、例えば、押圧力Ｆ１の方向を延長する延長線（図３中の破線Ｌ）を想定する。想定された延長線に対して、線対称の対となるように、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃの位置を設定し、配置する。このような位置に第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃを配置することにより、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃが第１支持部４０Ａから受ける押圧力が均等になり、保持部１０を安定して支持することができる。

また、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃを３箇所に分散してそれぞれ配置する場合、スペースを要する第１支持部４０Ａを開口隅部２１ａに１つ設ける。これにより、装置の省スペースを図ることができ、装置全体の小型化を図ることができ、コストダウンを図ることができる。

また、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃは、周方向の３箇所以上にそれぞれが分散配置されてもよい。これらの支持部を増やす場合、第１支持部４０Ａ及び第３支持部４０Ｃはそれぞれ１つずつとし、第２支持部４０Ｂの数を増やして、複数箇所に配置されることが望ましい。

また、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃを４箇所以上に分散配置する場合、対象を安定して支持可能な３点支持を基本として、３点支持の間を更に支持するよう、６箇所や９箇所等の３の倍数箇所に配置することが望ましい。

［駆動部］
図３を参照して、駆動部５１を説明する。収容開口部２１の内周面２２（保持部１０の外周面１２）には、保持部１０をＺ方向に駆動する駆動部５１が取り付けられている。光学素子駆動装置本体４は、上述した第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ、第３支持部４０Ｃ及び駆動部５１により、保持部１０と共にレンズ部２をＺ方向に駆動することができ、これにより、ＡＦ機能を実現する。

駆動部５１は、内周面２２において、第１支持部４０Ａが配置された箇所とは異なる箇所に配置されている。駆動部５１は、複数箇所に配置してもよく、その場合は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃと同様に、周方向に分散して各々配置される。

例えば、図３に示すように、駆動部５１を２箇所に配置する場合には、第１支持部４０Ａが配置された箇所とは異なる箇所であって、図３中の破線Ｌを挟んで互いに対向する（線対称の）箇所に配置する。例えば、第１支持部４０Ａを配置する開口隅部２１ａの両隣に位置する開口隅部２１ｂ、２１ｃに、駆動部５１をそれぞれ配置する。

なお、駆動部５１は、１箇所に配置してもよく、その場合は、例えば、第１支持部４０Ａが配置される開口隅部２１ｂに対し、中心Ｃを挟んで互いに対向する開口隅部２１ｄに、１つの駆動部５１が配置される。

また、駆動部５１としては、例えば、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ：Voice Coil Motor）や超音波モーター等の駆動源を用いることができる。

以上説明したように、本実施の形態においては、第２支持部４０Ｂが、上記の周方向への保持部１０の相対変位を許容する。そのため、光学素子駆動装置本体４を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差があっても、保持部１０を周方向へ相対変位させることで、これらの個体差を吸収することができる。この結果、収容部２０は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃを介して、保持部１０を安定して移動可能に支持することができ、保持部１０におけるガタツキを抑制することができる。

また、本実施の形態においては、第３支持部４０Ｃが、保持部１０及び収容部２０のＺ軸直交方向への移動を禁止するが、保持部１０のＺ軸周りの回転方向への変位Ｒは許容する。そのため、第３支持部４０Ｃが変位の基準の位置（回転中心）となって、第２支持部４０Ｂでの保持部１０の相対変位を許容することになる。この結果、第２支持部４０Ｂにおいて、光学素子駆動装置本体４を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差を吸収することができる。

また、本実施の形態においては、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃが、保持部１０の周囲（内周面２２）で互いに異なる位置となる少なくとも３箇所にそれぞれ分散して配置されている。そのため、収容部２０は、これらの支持部を介して、保持部１０を安定して支持することができる。加えて、第１支持部４０Ａは、保持部１０を開口部１１の内側に向かう方向に押圧するよう構成されている。このため、保持部１０を開口部１１の内側に向かう方向に押圧しながら、保持部１０をＺ方向に移動可能に支持することになり、レンズ部２等の光学素子を保持する保持部１０の傾き（チルト）を抑制することができる。この結果、収容部２０は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃ介して、保持部１０を安定して支持することができ、レンズ部２等の光学素子のサイズや重量が増加しても、保持部１０を安定して移動可能に支持することができる。

［他の実施の形態］
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、上記実施の形態では、３つの支持部は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂ及び第３支持部４０Ｃから構成されているが、例えば、１つの第１支持部４０Ａと２つの第２支持部４０Ｂとから構成されてもよい。この場合、２つの第２支持部４０Ｂは、Ｚ軸直交面内において互いに異なる方向、例えば、互いに直交する方向への保持部１０の相対変位を許容するよう配置する。

このように、１つの第１支持部４０Ａ以外の支持部を複数の第２支持部４０Ｂから構成することで、収容部２０の収容開口部２１において、保持部１０が複数の方向に相対変位可能である。そのため、保持部１０や収容部２０等を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差を、複数の第２支持部４０Ｂで吸収することができる。この結果、収容部２０は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂを介して、保持部１０を安定して移動可能に支持することができ、保持部１０におけるガタツキを抑制することができる。

また、例えば、上記実施の形態では、第２支持部４０Ｂでは、ボール部材３２と一点で接触する第１溝部１４が保持部１０側に設けられ、ボール部材３２と二点で接触する第２溝部２４が収容部２０側に設けられているが、逆の構成でもよい。即ち、ボール部材３２と二点で接触する第１溝部が保持部１０側に設けられ、ボール部材３２と一点で接触する第２溝部が収容部２０側に設けられてもよい。この場合における第１溝部は、上述した第２溝部２４のような構成とし、この場合における第２溝部は、上述した第１溝部１４のような構成とすればよい。

第２支持部４０Ｂをこのような構成としても、保持部１０や収容部２０等を構成する部品の寸法の個体差やこれらを組み立てた状態の個体差を、第２支持部４０Ｂで吸収することができる。この結果、収容部２０は、第１支持部４０Ａ、第２支持部４０Ｂを介して、保持部１０を安定して移動可能に支持することができ、保持部１０におけるガタツキを抑制することができる。

また、例えば、上記実施の形態では、スマートフォンＭを例に挙げて説明したが、本発明は、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部とを有するカメラ搭載装置に適用できる。カメラ搭載装置は、情報機器及び輸送機器を含む。情報機器は、例えば、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、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）やドローン等を含む。また、輸送機器は、例えば、自動車やドローン等を含む。

図７Ａ、図７Ｂは、車載用カメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Ｖを示す図である。図７Ａは自動車Ｖの正面図であり、図７Ｂは自動車Ｖの後方斜視図である。自動車Ｖは、車載用カメラモジュールＶＣとして、上記実施の形態で説明したカメラモジュールＡを搭載する。図７Ａ、図７Ｂに示すように、車載用カメラモジュールＶＣは、例えば、前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。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。

また、上記実施の形態では、光学素子としてレンズ部２を駆動する光学素子駆動装置１について説明したが、駆動対象となる光学素子は、ミラーやプリズム等のレンズ以外の光学素子であっても、撮像素子５０２のような光学素子でもよい。この場合、保持部１０の開口部１１は、取り付ける光学素子の形状に応じて、形状を変更したり、場合によっては、無くしたりしてもよい。

また、上記実施の形態では、保持部１０の外周面１２は、平面視で八角形状に形成されているが、保持部１０をＺ方向に駆動できれば、平面視で円形状や他の多角形状に適宜に変更可能である。保持部１０の外周面１２の形状に応じて、収容部２０の収容開口部２１は、保持部１０を収容可能な形状に適宜に変更される。また、収容部２０の外形は、平面視で矩形状に形成されているが、収容部２０の外形も、適宜に変更可能である。

また、上記実施の形態では、光学素子駆動装置１はＡＦ機能を有しているが、ＡＦ機能だけでなく、ズーム機能等、レンズ部２をＺ方向に移動させる機能を有するものでもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は、本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る光学素子駆動装置及びカメラモジュールは、例えば、スマートフォン、携帯電話機、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、車載カメラ、ドローン等のカメラ搭載装置に搭載して、有用なものである。

１ 光学素子駆動装置
２ レンズ部
３ カバー
４ 光学素子駆動装置本体
５ 撮像部
１０ 保持部
１１ 開口部
１２ 外周面
１３、１４、１５ 第１溝部
２０ 収容部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 角部
２１ 収容開口部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 開口隅部
２２ 内周面
２３ 付勢部材
２３ａ、２４、２５ 第２溝部
３１、３２、３３ ボール部材
４０Ａ 第１支持部
４０Ｂ 第２支持部
４０Ｃ 第３支持部
５１ 駆動部
３０１ 開口部
５０１ イメージセンサー基板
５０２ 撮像素子
５０３ 制御部

Claims (12)

1. 光学素子を光路方向に駆動する光学素子駆動装置であって、
   前記光学素子を保持可能な保持部と、
   前記保持部の周囲を囲んで前記保持部を内側に収容する収容部と、
   前記収容部の内側において、前記周囲で互いに異なる位置にそれぞれ配置される第１支持部、第２支持部及び第３支持部を少なくとも含み、前記第１支持部の前記保持部に対する押圧及び前記押圧に伴う前記第２支持部及び第３支持部と前記保持部との係合により、前記保持部を前記光路方向に移動可能に支持する支持部と、
   を備え、
   前記支持部は、
   前記保持部の外側に配置される第１溝部と、
   前記収容部の内側に配置される第２溝部と
   前記第１溝部と前記第２溝部との間に転動可能に配置される転動部材と、
   を有し、
   前記第１支持部及び前記第３支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部の双方は、前記転動部材と二点で接触するよう形成され、
   前記第２支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部のいずれか一方は、前記転動部材と一点で接触するよう形成され、
   前記第１支持部の前記保持部に対する押圧方向は、平面視で前記光学素子の光軸に向か う方向であり、
   前記第２支持部において前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向と、前記第３支 持部において前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向とは、前記押圧方向とそれぞ れ異なる、
   光学素子駆動装置。
2. 前記収容部は、平面視で矩形状であり、
   前記第２支持部は、前記収容部の４つの角部に対応する部分を避けた部分に配置される 、
   請求項１に記載の光学素子駆動装置。
3. 前記支持部は、
   前記押圧に従って前記第２支持部及び前記保持部の対向部分を周方向に相対変位させ、前記第２支持部と前記保持部との係合位置を調整する、
   請求項１又は２に記載の光学素子駆動装置。
4. 前記支持部は、
   前記第３支持部の位置を中心とする回転方向での前記保持部の変位により、前記第２支持部及び前記保持部の対向部分を前記周方向に相対変位させる、
   請求項３に記載の光学素子駆動装置。
5. 前記第２支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部のいずれか一方は、
   前記転動部材と一点で接触し、前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向に垂直な平面部と、
   前記平面部を挟んで、前記平面部に交差する方向に沿って配置される一対の側面部と、
   を有する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置。
6. 前記第２支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部のいずれか他方は、前記転動部材と二点で接触するよう形成されている、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置。
7. 前記第２支持部において、前記第１溝部及び前記第２溝部のいずれか他方は、
   前記転動部材と一点で接触し、前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向に垂直な平面に対して傾斜する第１傾斜部と、
   前記転動部材と一点で接触し、前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向に垂直な平面に対して傾斜し、前記第１傾斜部と交差する第２傾斜部と、
   を有する、
   請求項６に記載の光学素子駆動装置。
8. 前記第２支持部において、前記第１溝部が配置される前記保持部の外側の部位、及び、前記第２溝部が配置される前記収容部の内側の部位は、前記第１溝部と前記第２溝部とが対向する方向に垂直な平面である、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置。
9. 前記第１支持部は、前記収容部の４つの角部のうちの第１角部に対応する部分に配置され、
   前記第１支持部を除く他の前記支持部は、前記押圧の方向に対して線対称の対となるように、前記４つの角部に対応する部分を避けた部分に配置される、
   請求項２から８のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置。
10. 前記第１支持部は、前記収容部の４つの角部のうちの第１角部に対応する部分に配置され、
    前記第１支持部を除く他の前記支持部は、前記４つの角部のうち前記第１角部の対角位置にある第２角部を挟む２つの辺に配置される、
    請求項２から８のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学素子駆動装置と、
    前記保持部を前記光路方向に移動可能に駆動する駆動部と、
    前記光学素子を用いて被写体像を撮像する撮像部と、
    を備える、
    カメラモジュール。
12. 情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    請求項１１に記載のカメラモジュールと、
    前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、
    を備える、
    カメラ搭載装置。

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