WO2011016383A1 - アクチュエータ、駆動装置、およびカメラモジュール - Google Patents

アクチュエータ、駆動装置、およびカメラモジュール Download PDF

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WO2011016383A1
WO2011016383A1 PCT/JP2010/062763 JP2010062763W WO2011016383A1 WO 2011016383 A1 WO2011016383 A1 WO 2011016383A1 JP 2010062763 W JP2010062763 W JP 2010062763W WO 2011016383 A1 WO2011016383 A1 WO 2011016383A1
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layer
movable
heater
portions
actuator
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明 小坂
隆 松尾
泰啓 本多
康隆 谷村
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コニカミノルタホールディングス株式会社
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N1/00127—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture
    • H04N1/00281—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture with a telecommunication apparatus, e.g. a switched network of teleprinters for the distribution of text-based information, a selective call terminal
    • H04N1/00307—Connection or combination of a still picture apparatus with another apparatus, e.g. for storage, processing or transmission of still picture signals or of information associated with a still picture with a telecommunication apparatus, e.g. a switched network of teleprinters for the distribution of text-based information, a selective call terminal with a mobile telephone apparatus

Definitions

  • the present invention relates to an actuator, and a drive device and a camera module equipped with the actuator.
  • this camera module conventionally, a lens barrel and a lens holder that support a lens, a holder that supports an infrared (IR) cut filter, a substrate, an image sensor, and an optical element, and a housing that holds the stack.
  • IR infrared
  • a laminated member is formed by pasting a substrate, a semiconductor sheet on which a large number of imaging elements are formed, and a lens array sheet on which a large number of imaging lenses are formed via a resin layer, and the laminated member is diced.
  • a technique for completing individual camera modules has been proposed (for example, Patent Document 1). With this technology, it is possible to cut out several hundred camera modules from a single wafer-like laminated member, and matching with a fine processing process is also good. For this reason, it is considered that the camera module greatly contributes to miniaturization, thinning, and cost reduction.
  • an actuator applicable to a small camera module formed in a wafer state for example, at least one of a piezoelectric element (PZT), a shape memory alloy (SMA), and a bimetal (Bi-metallic layer) is used.
  • PZT piezoelectric element
  • SMA shape memory alloy
  • Bi-metallic layer a bimetal layer
  • an actuator that is driven to bend in response to heat using SMA or bimetal can generate a relatively large driving force even if it is small.
  • the responsiveness generally regarded as a problem for the thermally driven actuator the ratio of the surface area to the volume of the actuator is improved by downsizing, so that the responsiveness is enhanced. Therefore, it can be said that the thermally driven actuator is suitable for use in a small camera module.
  • thermally driven actuator has two or more plate-like (or thin-film-like) movable parts (movable parts)
  • the formation of the movable parts tends to vary, and deformation of the movable parts Variation, that is, the driving force tends to vary.
  • the degree of variation in the driving force of the movable part becomes more conspicuous as the movable part becomes smaller. It becomes.
  • the moving object may be tilted.
  • a movable unit that applies a driving force to a moving object such as switching from a state in which one movable unit applies a driving force to a moving object to a state in which two moving units apply a driving force. Due to the phenomenon that the number of parts changes, the movement control of the moving object becomes difficult, and the accuracy of the movement control is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an actuator having two or more movable parts capable of suppressing variation in driving force, and a driving device and a camera module equipped with the actuator. With the goal.
  • the actuator according to the first aspect includes a first movable part that deforms in response to heating, and a second movable part that deforms in response to heating, and the first movable part includes: While having the 1st heater part which generates Joule heat according to electric resistance by energization, the 2nd movable part has the 2nd heater part which generates Joule heat according to electric resistance by energization, and the 1st When the heater part and the second heater part are electrically connected in parallel, and the first and second movable parts are deformed in response to heat generated by energization of the first and second heater parts. The electrical resistance of the first and second heater portions increases.
  • the actuator according to the second aspect is the actuator according to the first aspect, wherein the first movable part has a first displacement part that is displaced in one direction in response to heat generated by the first heater part, The first heater part is provided on a surface side of the first movable part opposite to the one direction, and the second movable part is arranged in the one direction according to heat generated by the second heater part. A second displacement portion that is displaced is provided, and the second heater portion is provided on a surface side of the second movable portion in a direction opposite to the one direction.
  • the actuator according to the third aspect is the actuator according to the first or second aspect, wherein the first and second movable parts cause the same deformation in the same direction on the basis of the unbent state.
  • the electrical resistance of the first heater section and the electrical resistance of the second heater section are substantially the same.
  • the drive device is moved by the first and second movable parts according to the deformation of the actuator according to any one of the first to third aspects and the first and second movable parts. And a moving object to be moved.
  • a drive device is the drive device according to the fourth aspect, wherein the first heater portion is on the opposite side of the first movable portion to the side on which the moving object is present.
  • the second heater part is provided in a part of the second movable part opposite to the side on which the moving object is present.
  • a camera module includes the actuator according to any one of the first to third aspects, an image sensor, and an optical system that guides light from a subject to the image sensor, and the image sensor and At least one of the optical systems is a moving object that is moved by deformation of the first and second movable parts.
  • the camera module which concerns on a 7th aspect is a camera module which concerns on a 6th aspect, Comprising: A said 1st heater part is the opposite side to the side in which the said moving target object exists among the said 1st movable parts.
  • the second heater part is provided in a part of the second movable part opposite to the side on which the moving object is present.
  • the heater unit included in the movable part with a relatively small deformation amount is more preferable than the heater unit included in the movable part with a relatively large deformation amount.
  • a larger current generates more heat, and the amount of deformation of the plurality of movable parts is made uniform, so that an actuator having two or more movable parts that can suppress variation in driving force can be provided.
  • the electric resistance of the heater part can be easily increased by deformation according to heat generation in the movable part.
  • the deformation amounts of the plurality of movable parts can be made uniform.
  • the electric resistance of the heater part can be easily increased by deformation corresponding to heat generation in the movable part.
  • a camera module capable of suppressing variations in driving force for moving at least one moving object of the image sensor and the optical system, according to the camera module according to any of the sixth and seventh aspects. can do.
  • the electric resistance of the heater part can be easily increased by deformation according to heat generation in the movable part.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a mobile phone equipped with a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view focusing on the first housing according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the imaging element layer.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of the image sensor holding layer.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the spacer layer.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the actuator layer.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the bimetal layer.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the conductive layer.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a mobile phone equipped with a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view focusing on the first housing according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the circuit configuration of the actuator layer.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the layer structure of the actuator layer.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the first and second parallel springs.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of the imaging lens layer.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of the lid layer.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a driving mode of the actuator layer.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a driving mode of the actuator layer.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the functions of the first and second parallel springs.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining the functions of the first and second parallel springs.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the manufacturing process of the camera module.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing a state in which a plurality of prepared sheets are laminated and joined.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an aspect in which an image sensor according to a modification is
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a mobile phone 100 equipped with a camera module 500 according to an embodiment.
  • three axes XYZ orthogonal to each other are appropriately attached in order to clarify the orientation relation.
  • the mobile phone 100 is configured as a foldable mobile phone, and includes a first casing 200, a second casing 300, and a hinge part 400.
  • Each of the first casing 200 and the second casing 300 has a plate-like substantially rectangular parallelepiped shape and serves as a casing for storing various electronic members.
  • the first casing 200 includes a camera module 500 and a display
  • the second casing 300 includes a control unit that electrically controls the mobile phone 100 and an operation member such as a button.
  • the hinge part 400 connects the 1st housing
  • the current supply driver 600, the electric resistance detection unit 700, and the contrast detection unit 800 are mounted on the first casing 200.
  • the current supply driver 600 controls the supply of current to the conductive layer 42 (FIGS. 9 and 10) of the actuator layer 40 constituting the camera module 500.
  • the electrical resistance detector 700 detects the electrical resistance in the conductive layer 42.
  • the contrast detection unit 800 detects the contrast of the image signal obtained by the image sensor 11 (FIG. 3) of the camera module 500.
  • a focusing control unit 310 is mounted on the second casing 300.
  • the focusing control unit 310 controls the amount of current supplied to the conductive layer 42 via the current supply driver 600 in accordance with the input of signals from the electrical resistance detection unit 700 and the contrast detection unit 800, so that the camera module Auto focus control for adjusting the in-focus state of 500 is performed.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view focusing on the first casing 200 of the mobile phone 100.
  • the camera module 500 is a small imaging device, so-called micro camera unit, having an XY cross-section of about 5 mm square and a thickness (depth in the Z direction) of about several mm. (MCU).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the camera module 500.
  • the camera module 500 includes an imaging element layer 10, an imaging element holding layer 20, a spacer layer 30, an actuator layer 40, a first parallel spring layer 50, an imaging lens layer 60, and a second parallel spring layer 70.
  • And 8 layers of the lid layer 80 are laminated in this order. Since the two adjacent layers included in the eight layers are joined by a resin such as an epoxy resin, the resin is interposed between the layers.
  • each of the layers 10 to 80 has a substantially identical rectangular shape (here, a square having a side of about 5 mm) on the surface in the ⁇ Z direction.
  • the lens unit 60 ⁇ / b> U is moved by the actuator layer 40 in a direction along the optical axis PL of the optical lens unit 63 (here, ⁇ Z direction), so that the imaging element 11 and the lens of the imaging element layer 10 are moved.
  • the distance from the unit 60U is changed. By changing the distance, autofocus control in which the in-focus state of the camera module 500 is adjusted is realized.
  • the camera module 500 is configured in detail as follows.
  • An image sensor holding layer 20 for holding the image sensor layer 10 is disposed on the upper surface (+ Z side surface) of the image sensor layer 10, and a spacer is provided on the upper surface (+ Z side surface) of the image sensor layer 20.
  • Layer 30 is disposed.
  • the spacer layer 30 has a function of securing a space in which the movable beam portions 40a and 40b of the actuator layer 40 are elastically deformed when the lens unit 60U is pushed down in the ⁇ Z direction by the first and second parallel spring layers 50 and 70. Have.
  • the actuator layer 40, the first parallel spring layer 50, the imaging lens layer 60, and the second parallel spring layer 70 are stacked in this order on the upper surface of the spacer layer 30, thereby moving the optical lens unit 63.
  • Mechanism moving mechanism
  • the lens holding portions 62a and 62b of the lens unit 60U are sandwiched from the ⁇ Z direction by the first parallel spring layer 50 and the second parallel spring layer 70, and thus in the direction along the optical axis PL.
  • the contact portions 61Ta and 61Tb disposed on the ⁇ Z side of the projections 61a and 61b of the lens unit 60U are free ends FT of the movable beam portions 40a and 40b of the actuator layer 40 (FIGS. 15 and 16). Abuts in the vicinity. For this reason, a driving device is formed in which the lens unit 60U is moved in the direction along the optical axis PL in accordance with the deformation of the movable beam portions 40a and 40b.
  • a lid layer 80 made of a transparent material such as glass is disposed on the upper surface of the second parallel spring layer 70.
  • the eight layers 10 to 80 are bonded to each other by an adhesive such as an epoxy resin at the outer peripheral portion.
  • the camera module 500 forms a sealed space including a space in which the optical lens unit 63 moves.
  • the camera module 500 is manufactured, for example, in a clean room or a clean bench, and is maintained so that dust and dust do not enter the sealed space formed by the camera module 500.
  • it is possible to suppress the problem that dust or dust adheres to the moving mechanism having a fine gap and the occurrence of air convection in the sealed space.
  • the variation in load on the drive mechanism is reduced, and the movement accuracy of the optical lens unit 63 is improved.
  • holes that sequentially penetrate the image sensor holding layer 20 and the spacer layer 30 from the upper surface (+ Z side surface) of the image sensor layer 10 to the lower surface (surface on the ⁇ Z side) of the actuator layer 40 are provided.
  • the inner diameters of the minute through holes CVa and CVb are set to about several tens of ⁇ m, for example.
  • the through holes CVa and CVb are filled with a conductive material, and the imaging element layer 10 and the conductive layer 42 of the actuator layer 40 are electrically connected.
  • each functional layer which comprises the camera module 500 is demonstrated.
  • 4 to 14 are configuration examples of the imaging element layer 10, the imaging element holding layer 20, the spacer layer 30, the actuator layer 40, the first and second parallel spring layers 50 and 70, the imaging lens layer 60, and the lid layer 80.
  • FIG. FIG. For each functional layer the ⁇ Z side surface is referred to as one main surface, and the + Z side surface is referred to as the other main surface.
  • the imaging element layer 10 is a chip including an imaging element 11 formed by, for example, a COMS sensor or a CCD sensor, a peripheral circuit thereof, and an outer peripheral portion 12 surrounding the imaging element 11. Note that, on the back surface of the image sensor layer 10 (the surface on the ⁇ Z side), various terminals for connecting wirings for applying signals to the image sensor 11 and reading signals from the image sensor 11 are provided.
  • the back surface of the imaging element layer 10 is soldered by a reflow method using a solder ball, so that the imaging element layer 10, the current supply driver 600, the electric resistance detection unit 700, the contrast detection unit 800, etc. Are connected so as to be conductive or capable of transmitting and receiving data.
  • the imaging element holding layer 20 is a chip that holds the imaging element layer 10 that is formed of a material such as a resin and attached by bonding.
  • an opening 20H having a substantially square cross section is provided along the Z direction at a substantially center of the image sensor holding layer 20, and the cross section of the opening 20H goes to the + Z side. The smaller it becomes. 5 indicates the outer edge of the opening 20H on the ⁇ Z side surface.
  • minute holes (through holes) CV 2a and CV 2b penetrating in the Z direction are provided in the vicinity of each pair of diagonal corners of the outer peripheral portion of the image sensor holding layer 20, and the through holes CV 2a , CV 2b is filled with a conductive material.
  • the opening 20H and the through holes CV 2a and CV 2b are formed by, for example, embossing.
  • one main surface and the other main surface of the image sensor holding layer 20 are substantially flat, and the one main surface and the other main surface are in a substantially parallel relationship.
  • One main surface of the outer peripheral portion of the image sensor holding layer 20 is bonded to the adjacent image sensor layer 10, and the other main surface of the outer peripheral portion is bonded to the adjacent spacer layer 30.
  • the spacer layer 30 is a chip that is formed of, for example, a material such as resin and secures a moving space for the lens unit 60U.
  • each of the outer edge and the inner edge has an annular shape having a rectangular shape, and has a hollow portion 30 ⁇ / b> H penetrating in the Z direction.
  • minute holes (through holes) CV 3a and CV 3b penetrating in the Z direction are provided in the vicinity of the two corners forming a pair of diagonal portions of the spacer layer 30, similarly to the image sensor holding layer 20, minute holes (through holes) CV 3a and CV 3b penetrating in the Z direction are provided.
  • the through holes CV 3a and CV 3b are filled with a conductive material.
  • the hollow portion 30H and the through holes CV 3a and CV 3b are formed by, for example, embossing.
  • one main surface and the other main surface of the spacer layer 30 are substantially flat, and the one main surface and the other main surface are in a substantially parallel relationship.
  • One main surface of the spacer layer 30 is bonded to the adjacent image sensor holding layer 20, and the other main surface of the spacer layer 30 is bonded to the adjacent actuator layer 40.
  • the actuator layer 40 includes two plates protruding from the fixed frame body 40 ⁇ / b> F with respect to the fixed frame body 40 ⁇ / b> F constituting the outer peripheral portion and the hollow portion 40 ⁇ / b> H inside the fixed frame body 40 ⁇ / b> F.
  • Shaped movable beam portions 40a and 40b are fixed to the fixed frame body 40F as a fixed portion.
  • the two movable beam portions 40a and 40b are provided so as to sandwich the optical axis PL of the optical lens portion 63 (FIG. 3) and the optical path from the optical lens portion 63 to the image sensor 11 is not obstructed.
  • One main surface of the fixed frame body 40F is joined to the adjacent spacer layer 30, and the other main surface of the fixed frame body 40F is adjacent to the first parallel spring 50 (specifically, the fixed frame body 50F). (FIG. 12)).
  • the fixed frame body 40F has an annular shape whose outer edge and inner edge are each substantially rectangular, and has a hollow portion 40H penetrating in the Z direction. Note that the fixed frame body 40F constitutes the outer peripheral portion of the camera module 500 and functions as a fixing member in the camera module 500.
  • the movable beam portion 40a is a plate-like portion protruding from the inner edge of the plate-like portion on one side of the four plate-like portions forming the four sides constituting the fixed frame body 40F toward the hollow portion 40H. It is.
  • the movable beam portion 40a extends in the + Y direction from the inner edge of one side of the ⁇ Y side constituting the fixed frame body 40F.
  • the movable beam portion 40b is a plate-shaped portion on the other side facing the one side where the movable beam portion 40a is provided, out of the four plate-shaped portions forming the four sides constituting the fixed frame 40F. This is a plate-like portion protruding from the inner edge toward the hollow portion 40H.
  • the movable beam portion 40b extends in the ⁇ Y direction from the inner edge of one side of the + Y side constituting the fixed frame body 40F.
  • These movable beam portions 40a and 40b have the same size and structure.
  • the actuator layer 40 is configured by laminating a bimetal layer 41 (FIG. 8) and a conductive layer 42 (FIG. 9).
  • the bimetal layer 41 is a plate-like portion having a fixed frame body 41F and beam portions 41a and 41b.
  • the fixed frame body 41F has the same shape as the fixed frame body 40F
  • the beam portion 41a has the same shape as the movable beam portion 40a
  • the beam portion 41b has the same shape as the movable beam portion 40b. .
  • the conductive layer 42 is a film-like portion having wiring portions 421a and 421b and heater portions 422a and 422b.
  • the conductive layer 42 includes a wiring portion 421a, a heater portion 422a, a wiring portion 421b, and a heater portion 422b that are electrically connected in this order. Note that the end of the heater portion 422b is electrically connected to one end of the wiring portion 421a.
  • the wiring portions 421a and 421b and the heater portions 422a and 422b are made of a conductive material such as gold (Au), for example, and the width (line width) of the wiring portions 421a and 421b is the heater portion 422a,
  • the width (line width) of 422b is four times or more, and the thickness of the wiring portions 421a and 421b is configured to be greater than the thickness of the heater portions 422a and 422b.
  • the heater portions 422a and 422b have a width (line width) of 25 ⁇ m, and the wiring portions 421a and 421b have a width (line width) of 100 ⁇ m or more. With such a configuration, the electrical resistance of the heater portions 422a and 422b is clearly higher than the electrical resistance of the wiring portions 421a and 421b.
  • the two heater portions 422a and 422b are formed by applying a semiconductor manufacturing technique, the shape accuracy is high and the two movable beam portions 40a and 40b are flat (that is, not bent).
  • the electric resistance of the heater part 422a and the electric resistance of the heater part 422b are substantially the same.
  • the electric resistance of the heater portion 422a and the heater portion 422b The electrical resistance is substantially the same.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which the actuator layer 40 is configured by laminating the bimetal layer 41 and the conductive layer 42, and is a diagram for explaining the circuit configuration of the actuator layer 40.
  • the conductive layer 42 is disposed on the back side (the ⁇ Z side surface) of the bimetal layer 41.
  • a heater portion 422a is disposed on the back surface of the beam portion 41a.
  • the heater portion 422a extends from the vicinity of the portion of the beam portion 41a fixed to the fixed frame body 41F to the vicinity of the tip, and is disposed so as to make a U-turn in the vicinity of the tip. It extends from the vicinity of the tip to the vicinity of the portion fixed to the fixed frame 41F.
  • the movable beam portion 40a is configured by disposing the heater portion 422a on the beam portion 41a.
  • a heater portion 422b is disposed on the back surface of the beam portion 41b. Specifically, the heater portion 422b extends from the vicinity of the portion of the beam portion 41b fixed to the fixed frame body 41F to the vicinity of the tip, and is disposed so as to make a U-turn in the vicinity of the tip. It extends from the vicinity of the tip to the vicinity of the portion fixed to the fixed frame 41F.
  • the movable beam portion 40b is configured by disposing the heater portion 422b on the beam portion 41b.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the layer structure of the actuator layer 40.
  • the bimetal layer 41 has four layers of an insulating layer 411, a high thermal expansion layer 412, a thermal conductive layer 413, and a low thermal expansion layer 414 stacked in this order from the ⁇ Z direction to the + Z direction. In this way, a so-called bimetal (strip) is formed.
  • the thickness of the high thermal expansion layer 412, the thickness of the heat conductive layer 413, and the thickness of the low thermal expansion layer 414 have a relationship of 2: 1: 2, for example.
  • a conductive layer 42 is disposed on the back surface (the surface on the ⁇ Z side) of the insulating layer 411.
  • the movable beam portion 40a is configured by providing a heater portion 422a on the back surface (the surface on the ⁇ Z side) of the insulating layer 411.
  • the high thermal expansion layer 412 is made of a material having a larger coefficient of thermal expansion than the material constituting the low thermal expansion layer 414.
  • the material constituting the high-thermal expansion layer 412 for example, manganese-copper iron-nickel-manganese alloy thermal expansion coefficient is 20 ⁇ 10 -6 / °C, coefficient of thermal expansion is 30 ⁇ 10 -6 / °C nickel alloy, any of the thermal expansion coefficient of 18 ⁇ 10 -6 / °C iron-nickel-chromium alloys is, and thermal expansion coefficient of 18 ⁇ 10 -6 / °C iron-molybdenum-nickel alloy is 1 One material is enough. However, the thermal conductivity of these materials is relatively low. For example, the thermal conductivity of an iron / nickel / manganese alloy is about 8.8 W ⁇ m ⁇ 1 ⁇ K ⁇ 1 .
  • the heat conductive layer 413 is made of a material having a higher thermal conductivity than the material forming the high thermal expansion layer 412 and the low thermal expansion layer 414.
  • the material constituting the thermally conductive layer 413 for example, copper and copper alloys thermal conductivity of 105.5W ⁇ m -1 ⁇ K -1, heat conductivity in 204W ⁇ m -1 ⁇ K -1 Any one of aluminum and nickel having a thermal conductivity of 90 W ⁇ m ⁇ 1 ⁇ K ⁇ 1 may be used.
  • the low thermal expansion layer 414 is made of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the material constituting the high thermal expansion layer 412.
  • a material constituting the low thermal expansion layer 414 for example, an iron / nickel alloy having a thermal expansion coefficient of 1.1 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. is preferably employed.
  • the thermal conductivity of the material is relatively low, about 8.8 W ⁇ m ⁇ 1 ⁇ K ⁇ 1 .
  • the insulating layer 411 is made of an insulator such as silica (silicon dioxide).
  • wiring (through wiring) configured by filling the through hole CVa with a conductive material is electrically connected on the back surface (surface on the ⁇ Z side) near the corner portion near the heater portion 422a of the wiring portion 421a. Connecting. Further, on the back surface (surface on the ⁇ Z side) near the corner portion near the heater portion 422b of the wiring portion 421b, wiring (through wiring) configured by filling the through hole CVb with a conductive material is electrically connected. Connecting.
  • a power supply PW is connected between the wiring section 421a and the wiring section 421b from the outside, and the wiring section 421a and the wiring section 421a are wired according to the opening / closing of the switch SW in the current supply driver 600.
  • a voltage is applied between the portion 421b. Therefore, the heater part 422a and the heater part 422b are electrically connected in parallel.
  • the path length and electrical resistance regarding two electrical paths from one through wiring to the other through wiring are substantially the same.
  • the heater parts 422a and 422b are heated by generation of Joule heat corresponding to the electric resistance by energization.
  • the unfixed end portions (free ends) FT of the beam portions 41a and 41b are approximately + Z according to the difference between the thermal expansion of the high thermal expansion layer 412 and the thermal expansion of the low thermal expansion layer 414.
  • a force for bending the beam portions 41a and 41b so as to be displaced in the direction is generated. For this reason, the free ends FT of the movable beam portions 40a and 40b become displacement portions that are displaced in one direction (here, approximately + Z direction).
  • the movable beam portions 40a and 40b are deformed in response to heating.
  • the free end FT is displaced approximately in the + Z direction and slightly differs depending on the amount of displacement. Displace in the direction. That is, here, “one direction”, which is the direction in which the free end FT is displaced, does not always have a strict meaning such as a direction along the same vector, but when the movable beam portions 40a and 40b deform with one tendency. Is used to mean the direction in which the free end FT is displaced.
  • the heater portion 422a is disposed on the surface (here, the surface in the ⁇ Z direction) opposite to the one direction (here, approximately the + Z direction) of the movable beam portion 40a.
  • the portion 422b is disposed on the surface (here, the surface in the ⁇ Z direction) opposite to one direction (here, approximately the + Z direction) of the movable beam portion 40b.
  • the heater portion 422a is disposed on the portion of the movable beam portion 40a opposite to the side where the lens unit 60U exists, and the heater portion 422b is disposed on the movable beam portion 40b.
  • the lens unit 60U is disposed on the opposite side to the side where the lens unit 60U exists.
  • the first parallel spring layer 50 is an elastic member having a fixed frame 50F and an elastic part 51, and is a layer (elastic layer) forming a spring mechanism.
  • a material of the first parallel spring layer 50 for example, a metal material such as stainless steel, phosphor bronze, or the like is employed.
  • the fixed frame 50 ⁇ / b> F constitutes the outer peripheral portion of the first parallel spring layer 50.
  • the elastic portion 51 includes connection portions 51a and 51b with the fixed frame 50F and joint portions 52a and 52b with the lens unit 60U, and the connection portions 51a and 51b and the joint portions 52a and 52b are plate-like members 50EB. Connected with The first parallel spring layer 50 is bonded to the lens holding portions 62a and 62b of the lens unit 60U at the bonding portions 52a and 52b.
  • the abutment portion 61Ta disposed on the ⁇ Z side of the projection portion 61a of the lens unit 60U passes through a hollow portion formed inside the elastic portion 51, so that the movable beam portion 40a of the actuator layer 40 is provided. In contact with the vicinity of the free end FT.
  • the abutment portion 61Tb disposed on the ⁇ Z side of the projection portion 61b of the lens unit 60U passes through a hollow portion formed inside the elastic portion 51, so that the movable beam portion 40b of the actuator layer 40 has a movable portion 40b. Abuts in the vicinity of the free end FT.
  • the first parallel spring layer 50 has a shape that does not come into contact with the protrusions 61a and 61b and the contact portions 61Ta and 61Tb of the lens unit 60U.
  • the lens unit 60U As the lens unit 60U is moved in the + Z direction with respect to the fixed frame 50F, the positions of the connecting portions 51a and 51b and the joint portions 52a and 52b in the Z direction are shifted, and the plate-like member 50EB is bent and deformed (deflection). Deformation) and bends. That is, the first parallel spring layer 50 can be elastically deformed in the optical axis direction ( ⁇ Z direction) of the optical lens portion 63 by elastic deformation of the plate-like member 50EB, and functions as a spring mechanism.
  • one main surface and the other main surface of the fixed frame 50F are each configured to be substantially flat, and the one main surface and the other main surface are configured to be substantially parallel. Then, one main surface of the fixed frame body 50F is joined to the fixed frame body 40F of the adjacent actuator layer 40, and the other main surface of the fixed frame body 50F is fixed to the fixed frame body 60F of the imaging lens layer 60 (FIG. 13). Joined with.
  • the second parallel spring layer 70 has a fixed frame body 50F, an elastic portion 51, connection portions 51a and 51b, joint portions 52a and 52b, as compared with the first parallel spring layer 50.
  • the plate-like member 50EB is changed to a fixed frame 70F, an elastic portion 71, connection portions 71a and 71b, joint portions 72a and 72b, and a plate-like member 70EB each having the same configuration.
  • the second parallel spring layer 70 is also a layer (elastic layer) forming a spring mechanism.
  • one main surface of the fixed frame 70F is joined to the fixed frame 60F (FIG. 13) of the adjacent imaging lens layer 60, and the other main surface of the fixed frame 70F is adjacent. It is joined to the outer periphery of the lid layer 80.
  • the imaging lens layer 60 includes a fixed frame body 60F and a lens unit 60U.
  • Examples of the material constituting the imaging lens layer 60 include phenolic resins and acrylic resins.
  • the fixed frame 60F constitutes the outer periphery of the imaging lens layer 60, and has a thickness corresponding to the thickness of the lens unit 60U in the Z direction.
  • the fixed frame 60F has an annular shape whose outer edge and inner edge are substantially rectangular, and has a hollow portion 60H penetrating in the Z direction.
  • the one main surface and the other main surface of the fixed frame 60F are configured to be substantially flat, and the one main surface and the other main surface are configured to be substantially parallel. Then, one main surface of the fixed frame 60F is joined to the fixed frame 50F of the adjacent first parallel spring layer 50, and the other main surface of the fixed frame 60F is adjacent to the fixed frame of the second parallel spring layer 70. Joined to 70F.
  • the lens unit 60U is disposed in the hollow portion 60H and includes an optical lens portion 63, protrusions 61a and 61b, and lens holding portions 62a and 62b.
  • the optical lens unit 63 is an optical system that guides light from the subject to the image sensor 11 and has positive lens power.
  • the protruding portion 61a is a portion protruding from the side surface of the optical lens portion 63 along one diagonal line of the fixed frame 60F. Further, an abutting portion 61Ta (FIG. 3) projecting in the ⁇ Z direction is provided in the vicinity of the tip of the protruding portion 61a, and the tip of the corresponding contacting portion 61Ta abuts near the free end FT of the movable beam portion 40a. .
  • the protruding portion 61b is a portion protruding along the diagonal line of the fixed frame 60F from the side surface of the optical lens portion 63 that is substantially opposite to the surface on which the protruding portion 61a is protruded. Further, a contact portion 61Tb (FIG. 3) protruding in the ⁇ Z direction is provided in the vicinity of the tip of the protrusion 61b, and the tip of the contact portion 61Tb contacts the vicinity of the free end FT of the movable beam portion 40b. .
  • the lens unit 60U which is a moving object, comes into contact with the movable beam portions 40a and 40b by the contact portions 61Ta and 61Tb.
  • the lens holding portion 62a is a portion protruding from the side surface of the optical lens portion 63 along the other diagonal line of the fixed frame 60F.
  • the front end portion of the lens holding portion 62a has a shape protruding in each of the + Z direction and the ⁇ Z direction, and one main surface and the other main surface of the front end portion are configured to be substantially flat, and the one main surface and the other main surface The main surface is configured substantially parallel. Then, one main surface of the tip portion of the lens holding portion 62a is bonded to the bonding portion 52a of the first parallel spring layer 50, and the other main surface of the tip portion of the lens holding portion 62a is bonded to the second parallel spring layer 70. It joins with respect to the joining part 72a.
  • the lens holding portion 62b is a portion protruding along the diagonal line of the fixed frame 60F from the side surface of the optical lens portion 63 that is substantially opposite to the surface on which the lens holding portion 62a is protruded.
  • the front end portion of the lens holding portion 62b has a shape protruding in each of the + Z direction and the ⁇ Z direction, and one main surface and the other main surface of the front end portion are configured to be substantially flat, and the one main surface and the other The main surface is configured substantially parallel.
  • one main surface of the tip portion of the lens holding portion 62b is bonded to the bonding portion 52b of the first parallel spring layer 50, and the other main surface of the tip portion of the lens holding portion 62b is bonded to the second parallel spring layer 70. Are joined to the joint 72b.
  • the connecting portions 64a and 64b drawn in broken lines are femtoseconds.
  • the fixed frame 60F and the lens unit 60U are separated.
  • the lid layer 80 is a plate-like member having an outer edge of an XY cross section that is substantially square and a board surface that is substantially parallel to the XY plane.
  • the lid layer 80 is made of a transparent material such as a resin, plays a role of introducing light from the subject into the camera module 500, and seals the inside of the camera module 500 so that the inside of the camera module 500 is sealed. It plays a role to prevent dust and dust from entering.
  • one main surface of the outer peripheral portion of the lid layer 80 is bonded to the fixed frame 70 ⁇ / b> F of the second parallel spring layer 70.
  • FIG. 15 and FIG. 16 are schematic views showing a mode in which the movable beam portions 40a and 40b are deformed in response to heat generated by the heater portions 422a and 422b. Since the deformation modes of the movable beam portions 40a and 40b are the same, the deformation modes of the movable beam portion 40a are shown as an example in FIGS. 15 and 16, and the deformation of the movable beam portion 40a is illustrated. An embodiment will be described as an example.
  • the contact portion 61Ta is moved through the lens unit 60U by the elastic force of the first and second parallel spring layers 50 and 70, and the movable beam portion 40a. Push down near the free end FT in the -Z direction. At this time, the movable beam portion 40a is deformed to be warped, and the free end FT is displaced downward ( ⁇ Z direction).
  • the high thermal expansion layer 412 expands more than the low thermal expansion layer 414 due to heat generated in response to energization of the heater portion 422a.
  • the amount of heat generated by the heater 422a exceeds the amount of heat released from the movable beam 40a to the surrounding atmosphere and the fixed frame 40F, so that the temperature of the movable beam 40a rises.
  • the thickness of the movable beam portion 40a is made very thin, such as about 30 to 50 ⁇ m, the temperature of the movable beam portion 40a rises in a relatively short time.
  • FIG. 16 shows a state in which the movable beam portion 40a has a flat shape.
  • the movable beam portions 40a, 40b move the lens unit 60U that is a moving object. Since the movable beam portions 40a and 40b are curved with the fixed end fixed to the fixed frame body 40F as a fulcrum, the free end FT is generally displaced in the + Z direction, and is displaced in slightly different directions depending on the amount of displacement. To do. However, if attention is paid to the change in the Z coordinate of the free end FT, the free end FT is displaced in one direction in which the Z coordinate increases when the movable beam portions 40a and 40b are heated, and Z when the movable beam portions 40a and 40b are cooled.
  • one direction which is a direction in which the free end FT is displaced, does not always have a strict meaning such as a direction along the same vector, but when the movable beam portions 40a and 40b are deformed with one tendency. Is used to mean the direction in which the free end FT is displaced.
  • the electric resistance of the heater portion related to the movable beam portion having a relatively large deformation amount is smaller than the electric resistance of the heater portion related to the movable beam portion having a relatively large deformation amount. It becomes smaller than the resistance. For example, if the deformation amount of the movable beam portion 40a is relatively smaller than the deformation amount of the movable beam portion 40b, the electric resistance of the heater portion 422a is relatively lower than the electric resistance of the heater portion 422b.
  • the two heater portions 422a and 422b are electrically connected in parallel, the voltages applied to the heater portions 422a and 422b are the same. Therefore, a relatively large current flows to one heater part having a relatively low electrical resistance out of the two heater parts 422a and 422b, and the power applied to the one heater part is the other. It becomes larger than the electric power applied to the heater part. At this time, the heat generation of the one heater part is larger than the heat generation of the other heater part, and the deformation amount of the movable beam part provided with the one heater part and the other heater part are provided. The difference from the amount of deformation of the movable beam portion is reduced.
  • the difference in deformation amount between the two movable beam portions 40a and 40b is reduced, the difference in electrical resistance between the two heater portions 422a and 422b is also reduced. Since the electric power applied to the two heater portions 422a and 422b becomes equal, the deformation amounts of the two movable beam portions 40a and 40b become equal.
  • FIGS. 17 and 18 are schematic views for explaining the functions of the first and second parallel spring layers 50 and 70.
  • 17 and 18 are schematic views of the lens unit 60U and the elastic portions 51 and 71 as viewed from the side. As shown in FIGS. 17 and 18, the elastic units 51 and 71 are joined to the lens unit 60U at the joints 52a, 52b, 72a, and 72b, respectively, thereby sandwiching the lens unit 60U.
  • 17 shows a state (initial state) in which the elastic portions 51 and 71 are deformed to some extent
  • FIG. 18 shows a state in which the elastic portions 51 and 71 are hardly deformed.
  • the elastic portions 51 and 71 have the same configuration, and are similarly fixed to the fixed frame bodies 50F and 70F at two locations (the connection portions 51a and 51b and the connection portions 71a and 71b). Is done. Similarly, the elastic portions 51 and 71 are joined to the lens unit 60U at two locations (joining portions 52a and 52b and joining portions 72a and 72b). When the lens unit 60U is pushed down in the ⁇ Z direction due to the deformation of the movable beam portions 40a and 40b, the elastic portions 51 and 71 perform substantially the same deformation as shown in FIG. As shown by the above, when the lens unit 60U is pushed up in the + Z direction, the elastic portions 51 and 71 undergo substantially the same deformation.
  • the optical lens unit 63 included in the lens unit 60U moves in the vertical direction (here, the direction along the Z axis) without the optical axis being inclined. That is, the distance between the optical lens unit 63 and the image sensor 11 is changed without shifting the direction of the optical axis of the optical lens unit 63.
  • the autofocus control in the camera module 500 is realized by the current supply driver 600, the electric resistance detection unit 700, the contrast detection unit 800, and the focus control unit 310 shown in FIG.
  • the electrical resistance detection unit 700 detects the electrical resistance of the conductive layer 42 and outputs a signal indicating the electrical resistance to the focusing control unit 310.
  • the focusing control unit 310 detects deformation of the conductive layer 42 (specifically, displacement of the free ends FT of the movable beam portions 40a and 40b) based on the electrical resistance of the conductive layer 42. That is, the electrical resistance detection unit 700 and the focusing control unit 310 detect the electrical resistance related to the movable beam portions 40a and 40b, thereby recognizing the displacement related to the movable beam portions 40a and 40b.
  • the displacement of the free ends FT of the movable beam portions 40a and 40b is the displacement of the lens unit 60U.
  • the focus control unit 310 detects the displacement of the free ends FT of the movable beam portions 40a and 40b, and controls the supply of current to the conductive layer 42 via the current supply driver 600, thereby moving the movable beam portions.
  • the deformation amount of 40a, 40b that is, the displacement of the free end FT of the movable beam portions 40a, 40b is controlled.
  • the lens unit 60U is moved in the + Z direction, so that the separation distance between the optical lens portion 63 and the image sensor 11 is changed, and the focal point is changed. The position is changed.
  • the contrast detection unit 800 detects the contrast of the image signal obtained by the image sensor 11. For example, a numerical value obtained by accumulating differences in gradation values between adjacent pixels for the entire image is detected as an evaluation value indicating contrast. A signal indicating the evaluation value indicating the contrast is output to the focus control unit 310.
  • the separation distance between the lens unit 60U and the image sensor 11 is sequentially set to a preset multi-step separation distance under the control of the focusing control unit 310, and each separation distance is set.
  • An image signal is acquired by the imaging device 11 in a state where the lens unit 60U and the imaging device 11 are set to the distance.
  • the extension position of the lens unit 60U in the + Z direction is set to a preset multi-stage position, and an image signal is output by the imaging device 11 at the time when the lens unit 60U is disposed at each extension position.
  • the focus control unit 310 controls the supply of current to the conductive layer 42 via the current supply driver 600 while monitoring the electrical resistance of the conductive layer 42 detected by the electrical resistance detection unit 700.
  • the feeding position of the lens unit 60U is changed.
  • the focus control unit 310 detects a feeding position where the evaluation value indicating the contrast is maximum based on the evaluation value indicating the contrast detected for each feeding position by the contrast detecting unit 800.
  • the state where the lens unit 60U is disposed at the extended position where the evaluation value indicating the contrast is maximum corresponds to the state where the subject is in focus.
  • the lens unit 60U is moved to the extended position where the evaluation value indicating the contrast is maximized, so that focusing on the subject in the camera module 500 is realized. That is, autofocus control is realized.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating the procedure of the manufacturing process of the camera module 500.
  • Step S1 preparation of a plurality of sheets
  • Step S2 joining of a plurality of sheets
  • Step S3 joining of a plurality of sheets
  • Step S3 dicing
  • the image sensor layer sheet U10 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the image sensor layer 10 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the imaging element layer sheet U10 is manufactured, for example, by forming the imaging element 11 and various circuits on a disk-shaped silicon substrate.
  • the imaging element holding layer sheet U20 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the imaging element holding layer 20 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the image pickup element holding layer sheet U20 for example, with respect to the material disc-like wafer which is formed by a resin or the like, the opening 20H and the through hole CV 2a by embossing or the like, CV 2b is formed, the through hole CV 2a , CV 2b is manufactured by being filled with a conductive material by metal plating or the like.
  • the spacer layer sheet U30 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the spacer layer 30 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the spacer layer sheet U30 for example, with respect to the material disc-like wafer which is formed by a resin or the like, the hollow portion and the through-hole CV 3a, CV 3b is formed by embossing or the like, through hole CV 3a, CV It is manufactured by filling 3b with a conductive material by metal plating or the like.
  • the actuator layer sheet U40 is a sheet in which a number of chips corresponding to the actuator layer 40 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the actuator layer sheet U40 is manufactured, for example, by sequentially performing the following steps (I) to (IV).
  • a bimetal flat plate corresponding to the bimetal layer 41 is prepared.
  • a pattern of a conductive material (for example, gold or the like) corresponding to the heater portions 422a and 422b is formed on a bimetal flat plate using a photolithography technique or the like.
  • a pattern of a conductive material (for example, gold or the like) corresponding to the wiring portions 421a and 421b is formed on a bimetal flat plate using a photolithography technique or the like.
  • the hollow portion 40H is formed by etching the bimetal flat plate. At this time, the movable beam portions 40a and 40b project from the hollow portion 40H.
  • the first parallel spring layer sheet U50 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the first parallel spring layer 50 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the first parallel spring layer sheet U50 is formed by applying a resist in the shape of a parallel spring to a disk-shaped wafer formed of a metal material such as stainless steel or a material such as phosphor bronze by a photolithography technique or the like.
  • a pattern of parallel springs is formed by patterning the substrate and immersing it in an iron chloride-based etching solution to perform wet etching.
  • the imaging lens layer sheet U60 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the imaging lens layer 60 are formed in a matrix-like predetermined arrangement. However, in the imaging lens layer sheet U60, in each chip, the fixed frame 60F and the protruding portions 61a and 61b are connected by the connecting portions 64a and 64b.
  • the imaging lens layer sheet U60 is manufactured, for example, by resin molding.
  • the second parallel spring layer sheet U70 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the second parallel spring layer 70 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the second parallel spring layer sheet U70 is manufactured in the same process as the first parallel spring layer sheet U50.
  • the lid layer sheet U80 is a sheet in which a large number of chips corresponding to the lid layer 80 are formed in a matrix-like predetermined arrangement.
  • the lid layer sheet U80 is manufactured, for example, by resin molding.
  • the cover layer sheet U80 may be flat glass.
  • the eight sheets U10 to U80 prepared in the process A are provided with marks (alignment marks) for alignment in the sheet joining process at substantially the same positions.
  • the alignment mark include a cross mark and the like, and are preferably provided at two or more positions in the vicinity of the outer peripheral portion of the upper surface of each of the sheets U10 to U80.
  • each chip of the imaging element layer sheet U10, the imaging element holding layer sheet U20, the spacer layer sheet U30, the actuator layer sheet U40, the first parallel spring layer sheet U50, and the imaging lens layer sheet U60 is laminated immediately above.
  • alignment is performed with the sheet shape.
  • the imaging element layer sheet U10 and the imaging element holding layer sheet U20 are set in a known aligner apparatus, and alignment using a previously formed alignment mark is performed.
  • a so-called epoxy resin adhesive or ultraviolet curable adhesive is applied in advance to the surface (joint surface) to which the image sensor layer sheet U10 and the image sensor holding layer sheet U20 are joined.
  • Sheets U10 and U20 are joined.
  • a method may be used in which the joining surfaces are activated by irradiating the joining surfaces with O 2 plasma and both sheets U10 and U20 are directly joined.
  • the spacer layer sheet U30 is joined on the imaging element holding layer sheet U20 by the same alignment and joining method as described above, and then the actuator layer sheet U40 is joined on the spacer layer sheet U30.
  • the first parallel spring layer sheet U50 is joined onto the actuator layer sheet U40, and the imaging lens layer sheet U60 is joined onto the first parallel spring layer sheet U50.
  • each lens holding part 62a of the imaging lens layer sheet U60 is joined to the joining part 52a of the first parallel spring layer sheet U50, and the contact part 61Ta of the imaging lens layer sheet U60 is joined to the movable beam part 40a. It abuts against the vicinity of the free end FT.
  • each lens holding portion 62b of the imaging lens layer sheet U60 is joined to each joining portion 52b of the first parallel spring layer sheet U50, and each contact portion 61Tb of the imaging lens layer sheet U60 is each movable beam portion. It abuts against the vicinity of the free end FT of 40b.
  • the two sheets U20 and U30 are joined to each other so that the conductive materials filled in the through holes CV 2a and CV 3a are electrically connected to each other, thereby forming the through holes CVa.
  • a through wiring is formed.
  • the conductive material filled in the through holes CV 2b and CV 3b is electrically connected to each other, thereby forming a through wiring formed by the through hole CVb.
  • the connecting portions 64a and 64b that connect the fixed frame body 60F and the projecting portions 61a and 61b are cut, thereby being fixed.
  • the frame 60F and the protrusions 61a and 61b are separated.
  • the second parallel spring layer sheet U70 and the lid layer sheet U80 are laminated and joined in this order from the bottom to the upper surface of the laminate formed by laminating the six sheets U10 to U60.
  • the alignment and joining method is the same as the method related to the above-described sheets U10 to U60.
  • the chips of the sheets U10 to U80 are stacked so as to overlap in the vertical direction at corresponding positions.
  • each lens holding part 62a of the imaging lens layer sheet U60 is joined to each joining part 72a of the second parallel spring layer sheet U70, and each lens holding part 62b of the imaging lens layer sheet U60 is joined to the first lens holding part 62a.
  • the two parallel spring layer sheets U70 are joined to each joint 72b.
  • the movable beam portion having a relatively small deformation amount is smaller than the heater portion included in the movable beam portion having a relatively large deformation amount.
  • the included heater part generates more heat due to a larger current.
  • the deformation amounts of the plurality of movable beam portions are made uniform. Therefore, an actuator having two or more movable parts capable of suppressing variations in driving force, and a driving device equipped with the actuator are provided.
  • heater portions 422a and 422b are respectively provided in portions opposite to the direction in which the movable beam portions 40a and 40b are deformed during heating. For this reason, the electric resistance of the heater portions 422a and 422b can be easily increased by deformation of the movable beam portions 40a and 40b according to heat generation.
  • the heater portions 422a and 422b have the same electric resistance. For this reason, the deformation amount of the plurality of movable beam portions 40a and 40b can be made uniform.
  • the shape and size of the two movable beam portions 40a and 40b are the same, but the present invention is not limited to this.
  • a difference in shape between the two movable beam portions 40a and 40b that does not significantly affect the heat capacity and heat dissipation characteristics, such as a slightly different tip shape, is allowed.
  • each movable beam portion 40a, 40b is configured by a combination of a bimetal and a heater portion, but is not limited thereto.
  • a plate-like base portion for example, a silicon substrate
  • SMA shape memory alloy
  • a heater portion may be provided on one main surface of the plate-like base portion
  • an SMA thin film may be provided on the other main surface of the plate-like silicon substrate.
  • a plurality of movable beam portions may be configured by combining the SMA, the heater portion, and the plate-like base portion. Even if it is such a structure, the effect similar to the said one Embodiment is acquired.
  • the extending direction of the two movable beam portions 40a and 40b extending from the fixed frame 40F is the reverse direction, but is not limited thereto.
  • a plurality of movable beam portions may be extended from the fixed frame body 40F in the same direction.
  • the lens unit 60U which is a moving object, is in direct contact with the movable beam portions 40a and 40b, but is not limited thereto.
  • the shape of the first parallel spring layer 50 may be changed, and the lens unit 60U may come into contact with the movable beam portions 40a and 40b via another member such as the first parallel spring layer 50 or the like.
  • the moving object is the optical lens unit 63, but is not limited thereto.
  • other members such as an image sensor may be used as the moving object.
  • the optical lens unit corresponding to the optical system that guides light from the subject to the image sensor is fixed, and the image sensor layer is moved in the Z direction by the same configuration as the configuration for moving the optical lens unit 63 in the one embodiment. May be.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a conceptual diagram of one mode in which the optical lens unit 63A is fixed and the imaging element layer 10A is moved back and forth in a direction along the optical axis Ax of the optical lens unit 63A.
  • an actuator AC that moves the imaging element layer 10A back and forth along the optical axis Ax is depicted.
  • the image sensor layer 10A is moved back and forth along the optical axis Ax in accordance with the operation of the actuator AC, and the distance between the optical lens portion 63A and the image sensor layer 10A is changed. Focus control is realized.
  • the autofocus control is realized.
  • a driving device capable of suppressing variations in driving force for moving at least one moving object of the imaging element and the optical system is provided.
  • an object (moving object) moved by the actuator is not limited to an element constituting the imaging apparatus such as an optical system or an imaging element.
  • the moving object may be another member such as an objective lens of an optical pickup lens.
  • an actuator configured using a plurality of movable parts that respectively generate heat according to electrical resistance caused by energization and deform according to the generated heat, and move according to deformation of the plurality of movable parts.
  • the present invention can be generally applied to a camera module in which an object is moved.

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Abstract

　駆動力のばらつきを抑制することが可能な２以上の可動部を有するアクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置およびカメラモジュールを提供することを図る。この目標を達成するために、アクチュエータが、加熱に応じて変形する第１可動部と、加熱に応じて変形する第２可動部とを備える。そして、該アクチュエータでは、第１可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第１ヒータ部を有するとともに、第２可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第２ヒータ部を有する。更に、該アクチュエータでは、第１ヒータ部と第２ヒータ部とが、電気的に並列に接続されており、第１および第２ヒータ部への通電による発熱に応じて第１および第２可動部が変形する際に、第１および第２ヒータ部の電気抵抗が上昇する。

Description

アクチュエータ、駆動装置、およびカメラモジュール
　本発明は、アクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置およびカメラモジュールに関する。
　近年、携帯電話機等の小型の電子機器にカメラモジュールが搭載されることが多く、該カメラモジュールの更なる小型化が指向されている。
　このカメラモジュールについては、従来、レンズを支持するレンズバレルとレンズホルダ、赤外線(ＩＲ)カットフィルタを支持するホルダ、基板、撮像素子、および光学素子からなる積層体と、該積層体を保持する筐体と、該積層体を封止する樹脂等が必要とされている。よって、上記多数の部品の小型化を図りつつ、多数の部品を精度良く組み合わせてカメラモジュールを作製することは容易でなかった。
　そこで、基板と、多数の撮像素子が形成された半導体シートと、多数の撮像レンズが形成されたレンズアレイシートとを樹脂層を介して貼り付けて積層部材を形成し、該積層部材をダイシングして、個々のカメラモジュールを完成させる技術が提案されている（例えば、特許文献１等）。この技術では、一枚のウエハ状の積層部材から、数百個のカメラモジュールを切り出すことも可能であり、微細加工のプロセスとのマッチングも良い。このため、カメラモジュールの小型化、薄型化、および低コスト化に対して大きく寄与するものと考えられる。
特開２００７－１２９９５号公報
　しかし、上記特許文献１の技術では、ウエハ状の部材を積層させるため、ボイスコイルモータ等、撮像レンズを移動させるための部分（可動部分）を成すアクチュエータの配置等が困難であった。従って、オートフォーカスやズームの機能等を小型のカメラモジュールに組み込むことが困難であった。
　ところで、ウエハ状態で形成する小型のカメラモジュールへの適用が可能なアクチュエータとしては、例えば、圧電素子（ＰＺＴ）、形状記憶合金（ＳＭＡ）、およびバイメタル（Bi-metallic strip）のうちの少なくとも１以上の構成を含むユニモルフの形状を有する薄膜状のアクチュエータ等が考えられる。
　このようなアクチュエータの中でも、ＳＭＡまたはバイメタル等を用いた熱に応じて曲がるように駆動するアクチュエータ（熱駆動型アクチュエータ）については、小型であっても、比較的大きな駆動力を発生させることができる。また、熱駆動型アクチュエータについて一般的に課題とされている応答性についても、小型化によって、アクチュエータの体積に対する表面積の割合が向上するため、応答性が高められる。したがって、熱駆動型アクチュエータは、小型のカメラモジュールへの利用に適していると言える。
　しかしながら、このような熱駆動型アクチュエータが、２以上の板状（又は薄膜状）の可動する部分（可動部）を有する場合には、可動部の形成状態にばらつきが生じ易く、可動部の変形の度合い、すなわち駆動力に、ばらつきが発生し易い。特に、板状（又は薄膜状）の可動部の駆動力は、該可動部のばね定数によって左右されるため、可動部の駆動力におけるばらつきの度合いは、該可動部の小型化によって、より顕著となる。
　そして、例えば、移動対象物に付与される駆動力にばらつきが生じると、該移動対象物が傾く虞がある。また、例えば、移動対象物に対して１つの可動部が駆動力を付与する状態から２つの可動部が駆動力を付与する状態に切り替わる等といった、移動対象物に対して駆動力を付与する可動部の数が変化する現象によって、移動対象物の移動制御が難しくなり、該移動制御の精度低下を招く。
　本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、駆動力のばらつきを抑制することが可能な２以上の可動部を有するアクチュエータ、ならびに該アクチュエータを搭載した駆動装置およびカメラモジュールを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第１の態様に係るアクチュエータは、加熱に応じて変形する第１可動部と、加熱に応じて変形する第２可動部とを備え、前記第１可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第１ヒータ部を有するとともに、前記第２可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第２ヒータ部を有し、前記第１ヒータ部と前記第２ヒータ部とが、電気的に並列に接続されており、前記第１および第２ヒータ部への通電による発熱に応じて前記第１および第２可動部が変形する際に、前記第１および第２ヒータ部の電気抵抗が上昇する。
　第２の態様に係るアクチュエータは、第１の態様に係るアクチュエータであって、前記第１可動部が、前記第１ヒータ部の発熱に応じて一方向に変位する第１変位部を有し、前記第１ヒータ部が、前記第１可動部のうちの前記一方向とは反対方向の面側に設けられ、前記第２可動部が、前記第２ヒータ部の発熱に応じて前記一方向に変位する第２変位部を有し、前記第２ヒータ部が、前記第２可動部のうちの前記一方向とは反対方向の面側に設けられる。
　第３の態様に係るアクチュエータは、第１または第２の態様に係るアクチュエータであって、前記第１および第２可動部が、曲がっていない状態を基準として同一方向に同一の変形を生じた場合に、前記第１ヒータ部の電気抵抗と、前記第２ヒータ部の電気抵抗とが、略同一となる。
　第４の態様に係る駆動装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係るアクチュエータと、前記第１および第２可動部の変形に応じて、該第１および第２可動部によって移動される移動対象物とを備える。
　第５の態様に係る駆動装置は、第４の態様に係る駆動装置であって、前記第１ヒータ部が、前記第１可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられ、前記第２ヒータ部が、前記第２可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられる。
　第６の態様に係るカメラモジュールは、第１から第３の何れか１つの態様に係るアクチュエータと、撮像素子と、被写体からの光を前記撮像素子まで導く光学系とを備え、前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方が、前記第１および第２可動部の変形によって移動される移動対象物である。
　第７の態様に係るカメラモジュールは、第６の態様に係るカメラモジュールであって、前記第１ヒータ部が、前記第１可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられ、前記第２ヒータ部が、前記第２可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられる。
　第１から第３の何れの態様に係るアクチュエータによっても、変形量が相対的に大きな可動部に含まれるヒータ部よりも、変形量が相対的に小さな可動部に含まれるヒータ部の方が、より大きな電流によって、より発熱し、複数の可動部の変形量が均一化されるため、駆動力のばらつきを抑制することが可能な２以上の可動部を有するアクチュエータを提供することができる。
　第２の態様に係るアクチュエータによれば、可動部において発熱に応じた変形によってヒータ部の電気抵抗を容易に増大させることができる。
　第３の態様に係るアクチュエータによれば、複数の可動部の変形量を均一化させることができる。
　第４および第５の何れの態様に係る駆動装置によっても、移動対象物を移動させるための駆動力のばらつきを抑制することが可能な駆動装置を提供することができる。
　第５の態様に係る駆動装置によれば、可動部において発熱に応じた変形によってヒータ部の電気抵抗を容易に増大させることができる。
　第６および第７の何れの態様に係るカメラモジュールによっても、撮像素子および光学系のうちの少なくとも一方の移動対象物を移動させるための駆動力のばらつきを抑制することが可能なカメラモジュールを提供することができる。
　第７の態様に係るカメラモジュールによれば、可動部において発熱に応じた変形によってヒータ部の電気抵抗を容易に増大させることができる。
図１は、一実施形態に係るカメラモジュールを搭載した携帯電話機の概略構成を示す模式図である。 図２は、一実施形態に係る第１の筐体に着目した断面模式図である。 図３は、一実施形態に係るカメラモジュールの断面模式図である。 図４は、撮像素子層の構成を示す模式図である。 図５は、撮像素子保持層の構成を示す模式図である。 図６は、スペーサ層の構成を示す模式図である。 図７は、アクチュエータ層の構成を示す模式図である。 図８は、バイメタル層の構成を示す模式図である。 図９は、導電層の構成を示す模式図である。 図１０は、アクチュエータ層の回路構成を説明するための図である。 図１１は、アクチュエータ層の層構造を説明するための図である。 図１２は、第１および第２平行ばねの構成を示す模式図である。 図１３は、撮像レンズ層の構成を示す模式図である。 図１４は、蓋層の構成を示す模式図である。 図１５は、アクチュエータ層の駆動態様を説明するための図である。 図１６は、アクチュエータ層の駆動態様を説明するための図である。 図１７は、第１および第２平行ばねの機能を説明するための図である。 図１８は、第１および第２平行ばねの機能を説明するための図である。 図１９は、カメラモジュールの製造工程を示すフローチャートである。 図２０は、準備された複数のシートを積層させて接合する様子を示す模式図である。 図２１は、一変形例に係る撮像素子を移動させる態様を示す図である。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　＜(1)携帯電話機の概略構成＞
　図１は、一実施形態に係るカメラモジュール５００を搭載した携帯電話機１００の概略構成を示す模式図である。なお、図１およびその他の図では方位関係を明確化するために、ＸＹＺの相互に直交する３軸が適宜付されている。
　図１で示されるように、携帯電話機１００は、折り畳み式の携帯電話機として構成され、第１の筐体２００と、第２の筐体３００と、ヒンジ部４００とを有する。第１の筐体２００および第２の筐体３００は、それぞれ板状の略直方体の形状を有し、各種電子部材を格納する筐体としての役割を有する。具体的には、第１の筐体２００は、カメラモジュール５００および表示ディスプレイを有し、第２の筐体３００は、携帯電話機１００を電気的に制御する制御部とボタン等の操作部材とを有する。なお、ヒンジ部４００は、第１の筐体２００と第２の筐体３００とを回動可能に接続する。このため、携帯電話機１００は、折り畳み可能となっている。
　また、第１の筐体２００には、電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、およびコントラスト検出部８００が搭載されている。電流供給ドライバ６００は、カメラモジュール５００を構成するアクチュエータ層４０の導電層４２（図９および図１０）への電流の供給を制御する。電気抵抗検出部７００は、導電層４２における電気抵抗を検出する。コントラスト検出部８００は、カメラモジュール５００の撮像素子１１（図３）で得られる画像信号についてコントラストを検出する。また、第２の筐体３００には、合焦制御部３１０が搭載されている。合焦制御部３１０は、電気抵抗検出部７００およびコントラスト検出部８００からの信号の入力に応じて、電流供給ドライバ６００を介した導電層４２への電流の供給量を制御することで、カメラモジュール５００の合焦状態を調整するオートフォーカス制御を行う。
　図２は、携帯電話機１００のうちの第１の筐体２００に着目した断面模式図である。図１および図２で示されるように、カメラモジュール５００は、ＸＹ断面のサイズが約５ｍｍ四方であり、厚さ（Ｚ方向の奥行き）が数ｍｍ程度である小型の撮像装置、所謂マイクロカメラユニット（ＭＣＵ）となっている。
　以下、カメラモジュール５００の構成、およびカメラモジュール５００の製造工程について順次説明する。
　＜(2)カメラモジュールの構成＞
　　＜(2-1)カメラモジュールの概略構成＞
　図３は、カメラモジュール５００の断面模式図である。図３で示されるように、カメラモジュール５００は、撮像素子層１０、撮像素子保持層２０、スペーサ層３０、アクチュエータ層４０、第１平行ばね層５０、撮像レンズ層６０、第２平行ばね層７０、および蓋層８０からなる８層がこの順番で積層されて形成されている。そして、該８層に含まれる相互に隣接する各２層の間が、エポキシ樹脂等の樹脂によって接合されているため、各層間に樹脂が介在している。
　また、各層１０～８０は、±Ｚ方向の面において略同一の矩形状（ここでは、一辺が約５ｍｍの正方形）の外形を有する。なお、後述するが、撮像レンズ層６０については、カメラモジュール５００の製造途中で、例えば、固定枠体６０Ｆ（図１３）と突起部６１ａ，６１ｂ（図１３）とを連結する連結部６４ａ，６４ｂが切断され、光学レンズ部６３、突起部６１ａ，６１ｂ、およびレンズ保持部６２ａ，６２ｂを備えて構成されるレンズユニット６０Ｕと、固定枠体６０Ｆとが分離された状態となる。
　カメラモジュール５００では、アクチュエータ層４０によってレンズユニット６０Ｕが光学レンズ部６３の光軸ＰＬに沿った方向（ここでは、±Ｚ方向）に移動されることで、撮像素子層１０の撮像素子１１とレンズユニット６０Ｕとの距離が変更される。該距離の変更により、カメラモジュール５００の合焦状態が調整されるオートフォーカス制御が実現される。
　カメラモジュール５００は、詳細には次のように構成される。
　撮像素子層１０の上面（＋Ｚ側の面）には該撮像素子層１０を保持する撮像素子保持層２０が配置されるとともに、該撮像素子保持層２０の上面（＋Ｚ側の面）にはスペーサ層３０が配置される。該スペーサ層３０は、第１および第２平行ばね層５０，７０によるレンズユニット６０Ｕの－Ｚ方向への押し下げによってアクチュエータ層４０の可動梁部４０ａ，４０ｂが弾性変形を行う空間を確保する機能を有する。
　また、スペーサ層３０の上面には、アクチュエータ層４０、第１平行ばね層５０、撮像レンズ層６０、および第２平行ばね層７０がこの順番で積層されることで、光学レンズ部６３を移動させるための機構（移動機構）が構成されている。
　この移動機構では、レンズユニット６０Ｕのレンズ保持部６２ａ，６２ｂが、第１平行ばね層５０と第２平行ばね層７０とによって±Ｚ方向から挟持されることで、光軸ＰＬに沿った方向にレンズユニット６０Ｕが移動可能に支持される機構を構成する。また、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ａ，６１ｂのうちの－Ｚ側に配置された当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂが、アクチュエータ層４０の可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴ（図１５，図１６）近傍に当接する。このため、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形に応じて、レンズユニット６０Ｕが光軸ＰＬに沿った方向に移動される駆動装置が形成されている。
　また、第２平行ばね層７０の上面には、ガラス等の透明な素材で構成される蓋層８０が配置される。
　そして、上述したように、８つの層１０～８０は、外周部でエポキシ樹脂等の接着剤によって相互に接合される。このため、カメラモジュール５００は、光学レンズ部６３が移動する空間を包含する密閉空間を形成する。なお、カメラモジュール５００の製造は、例えば、クリーンルーム内またはクリーンベンチ内で行われ、カメラモジュール５００が形成する密閉空間にゴミや塵が侵入しないように維持される。これにより、細かい隙間を有する移動機構にゴミや塵等が付着する不具合、ならびに密閉空間内における空気の対流の発生が抑制される。その結果、駆動機構に対する負荷のばらつきが低減され、光学レンズ部６３の移動精度の向上が図られる。
　また、カメラモジュール５００では、撮像素子層１０の上面（＋Ｚ側の面）からアクチュエータ層４０の下面（－Ｚ側の面）にかけて、撮像素子保持層２０、およびスペーサ層３０を順次に貫通する孔（貫通孔）ＣＶａ，ＣＶｂが設けられる。この微小な貫通孔ＣＶａ，ＣＶｂの内径は、例えば、数十μｍ程度に設定される。また、該貫通孔ＣＶａ，ＣＶｂには、導電材料が充填され、撮像素子層１０とアクチュエータ層４０の導電層４２との間が導電可能に接続される。
　　＜(2-2)各機能層＞
　以下では、カメラモジュール５００を構成する各機能層の詳細について説明する。図４～図１４は、撮像素子層１０、撮像素子保持層２０、スペーサ層３０、アクチュエータ層４０、第１および第２平行ばね層５０，７０、撮像レンズ層６０、および蓋層８０の構成例をそれぞれ示す平面図である。なお、各機能層については、－Ｚ側の面を一主面と称し、＋Ｚ側の面を他主面と称する。
　　　＜(2-2-1)撮像素子層＞
　図４で示されるように、撮像素子層１０は、例えば、ＣＯＭＳセンサまたはＣＣＤセンサ等で形成される撮像素子１１、その周辺回路、および撮像素子１１を囲む外周部１２を備えるチップである。なお、撮像素子層１０の裏面（－Ｚ側の面）には、撮像素子１１に対する信号の付与、および撮像素子１１からの信号の読み出しを行う配線を接続するための各種端子が設けられる。
　例えば、撮像素子層１０の裏面では、はんだボールを用いたリフロー方式によるはんだ付けが行われることで、撮像素子層１０と、電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、およびコントラスト検出部８００等との間が、導電可能またはデータ送受信可能に接続される。
　　　＜(2-2-2)撮像素子保持層＞
　撮像素子保持層２０は、例えば、樹脂等の素材によって形成され、接合によって取り付けられる撮像素子層１０を保持するチップである。
　具体的には、図５で示されるように、撮像素子保持層２０の略中央には、断面が略正方形の開口２０ＨがＺ方向に沿って設けられ、該開口２０Ｈの断面は＋Ｚ側に行くに従って小さくなる。なお、図５の破線で描かれた四角形は、－Ｚ側の面における開口２０Ｈの外縁を示す。また、撮像素子保持層２０の外周部の一対の対角を成す各角部近傍に、Ｚ方向に貫通する微小な孔（貫通孔）ＣＶ2a，ＣＶ2bが設けられ、該貫通孔ＣＶ2a，ＣＶ2bには導電材料が充填される。なお、開口２０Ｈおよび貫通孔ＣＶ2a，ＣＶ2bは、例えば、型押し等によって形成される。
　更に、撮像素子保持層２０の一主面および他主面はそれぞれ略平坦であり、且つ該一主面と他主面とは略平行の関係にある。そして、撮像素子保持層２０の外周部の一主面が隣接する撮像素子層１０と接合されるとともに、該外周部の他主面が隣接するスペーサ層３０と接合される。
　　　＜(2-2-3)スペーサ層＞
　スペーサ層３０は、例えば、樹脂等の素材によって形成され、レンズユニット６０Ｕの移動空間を確保するチップである。
　具体的には、図６で示されるように、外縁および内縁がそれぞれ矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分３０Ｈを有する。また、スペーサ層３０の一対の対角を成す２つの角部近傍に、撮像素子保持層２０と同様に、Ｚ方向に貫通する微小な孔（貫通孔）ＣＶ3a，ＣＶ3bが設けられ、該貫通孔ＣＶ3a，ＣＶ3bには導電材料が充填される。なお、中空部分３０Ｈおよび貫通孔ＣＶ3a，ＣＶ3bは、例えば、型押し等によって形成される。
　更に、スペーサ層３０の一主面および他主面はそれぞれ略平坦であり、且つ該一主面と他主面とは略平行の関係にある。そして、スペーサ層３０の一主面が隣接する撮像素子保持層２０と接合されるとともに、スペーサ層３０の他主面が隣接するアクチュエータ層４０と接合される。
　　　＜(2-2-4)アクチュエータ層＞
　アクチュエータ層４０は、図７で示されるように、外周部を構成する固定枠体４０Ｆと、固定枠体４０Ｆの内側の中空部分４０Ｈに対して固定枠体４０Ｆから突設される２枚の板状の可動梁部４０ａ，４０ｂとを有する。換言すれば、可動梁部４０ａ，４０ｂが固定部としての固定枠体４０Ｆに対して固定される。ここでは、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂは、光学レンズ部６３（図３）の光軸ＰＬを挟み、且つ光学レンズ部６３から撮像素子１１に至る光路が阻害されないように設けられる。
　固定枠体４０Ｆの一主面は、隣接するスペーサ層３０に対して接合されるとともに、固定枠体４０Ｆの他主面が、隣接する第１平行ばね５０（具体的には、固定枠体５０Ｆ（図１２））と接合される。
　固定枠体４０Ｆは、外縁および内縁がそれぞれ略矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分４０Ｈを有する。なお、固定枠体４０Ｆは、カメラモジュール５００の外周部を構成し、カメラモジュール５００における固定部材として機能する。
　可動梁部４０ａは、固定枠体４０Ｆを構成する４辺を成す４つの板状の部分のうちの１辺の板状の部分の内縁から中空部分４０Ｈに向けて突設される板状の部分である。ここでは、可動梁部４０ａは、固定枠体４０Ｆを構成する－Ｙ側の一辺の内縁から＋Ｙ方向に延設される。
　可動梁部４０ｂは、固定枠体４０Ｆを構成する４辺を成す４つの板状の部分のうちの可動梁部４０ａが設けられている１辺に対向する他の１辺の板状の部分の内縁から中空部分４０Ｈに向けて突設される板状の部分である。ここでは、可動梁部４０ｂは、固定枠体４０Ｆを構成する＋Ｙ側の一辺の内縁から－Ｙ方向に延設される。
　これらの可動梁部４０ａ，４０ｂは、相互に同様なサイズおよび構造を有する。
　また、アクチュエータ層４０は、バイメタル層４１（図８）と導電層４２（図９）とが積層されて構成される。
　バイメタル層４１は、図８で示されるように、固定枠体４１Ｆと梁部４１ａ，４１ｂとを有する板状の部分である。固定枠体４１Ｆは、固定枠体４０Ｆと同様な形状を有し、梁部４１ａは、可動梁部４０ａと同様な形状を有し、梁部４１ｂは、可動梁部４０ｂと同様な形状を有する。
　導電層４２は、図９で示されるように、配線部４２１ａ，４２１ｂとヒータ部４２２ａ，４２２ｂとを有する膜状の部分である。そして、該導電層４２は、配線部４２１ａ、ヒータ部４２２ａ、配線部４２１ｂ、およびヒータ部４２２ｂがこの順番で電気的に接続されて構成される。なお、ヒータ部４２２ｂの終端が配線部４２１ａの一端に対して電気的に接続される。
　また、配線部４２１ａ，４２１ｂおよびヒータ部４２２ａ，４２２ｂは、例えば、金（Ａｕ）等の導電性を有する素材によって構成されるとともに、配線部４２１ａ，４２１ｂの幅（線幅）がヒータ部４２２ａ，４２２ｂの幅（線幅）の４倍以上となり、配線部４２１ａ，４２１ｂの厚みがヒータ部４２２ａ，４２２ｂの厚みよりも厚くなるように構成される。例えば、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの幅（線幅）が２５μｍ、配線部４２１ａ，４２１ｂの幅（線幅）が１００μｍ以上とされる。このような構成により、配線部４２１ａ，４２１ｂの電気抵抗よりも、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの電気抵抗の方が明確に高くなる。
　また、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂについては、半導体製造技術を適用して形成されるため、形状精度が高く、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂが平坦な状態（すなわち曲がっていない状態）では、ヒータ部４２２ａの電気抵抗と、ヒータ部４２２ｂの電気抵抗とが略同一となる。また、可動梁部４０ａ，４０ｂが、平坦な状態（すなわち曲がっていない状態）を基準として略同一方向に略同一の変形が生じた場合にも、ヒータ部４２２ａの電気抵抗と、ヒータ部４２２ｂの電気抵抗とが略同一となる。
　図１０は、バイメタル層４１と導電層４２とが積層されてアクチュエータ層４０が構成される状態を示す図であり、且つ該アクチュエータ層４０の回路構成を説明するための図である。導電層４２は、バイメタル層４１の裏面側（－Ｚ側の面）に配設される。
　図１０で示されるように、梁部４１ａの裏面上にヒータ部４２２ａが配設される。具体的には、ヒータ部４２２ａは、梁部４１ａのうち、固定枠体４１Ｆに固定される部分近傍から先端近傍まで延設され、該先端近傍でＵターンするように配設され、更に、該先端近傍から固定枠体４１Ｆに固定される部分近傍まで延設される。このように、梁部４１ａ上にヒータ部４２２ａが配設されることで、可動梁部４０ａが構成される。
　また、梁部４１ｂの裏面上にヒータ部４２２ｂが配設される。具体的には、ヒータ部４２２ｂは、梁部４１ｂのうち、固定枠体４１Ｆに固定される部分近傍から先端近傍まで延設され、該先端近傍でＵターンするように配設され、更に、該先端近傍から固定枠体４１Ｆに固定される部分近傍まで延設される。このように、梁部４１ｂ上にヒータ部４２２ｂが配設されることで、可動梁部４０ｂが構成される。
　図１１は、アクチュエータ層４０の層構造を説明するための図である。図１１で示されるように、バイメタル層４１は、－Ｚ方向から＋Ｚ方向に向けて、絶縁層４１１、高熱膨張層４１２、熱伝導層４１３、低熱膨張層４１４の４層がこの順番で積層されることで、いわゆるバイメタル（Bi-metallic strip）が構成される。なお、ここでは、高熱膨張層４１２の厚みと熱伝導層４１３の厚みと低熱膨張層４１４の厚みとが、例えば、２：１：２の関係を有する。そして、絶縁層４１１の裏面（－Ｚ側の面）に導電層４２が配設される。例えば、可動梁部４０ａは、絶縁層４１１の裏面（－Ｚ側の面）にヒータ部４２２ａが配設されて構成される。
　高熱膨張層４１２は、低熱膨張層４１４を構成する素材よりも大きな熱膨張率を持つ素材によって構成される。該高熱膨張層４１２を構成する素材としては、例えば、熱膨張率が２０×１０-6／℃である鉄・ニッケル・マンガン合金、熱膨張率が３０×１０-6／℃であるマンガン・銅・ニッケル合金、熱膨張率が１８×１０-6／℃である鉄・ニッケル・クロム合金、および熱膨張率が１８×１０-6／℃である鉄・モリブデン・ニッケル合金のうちの何れか１つの素材であれば良い。但し、これらの素材の熱伝導率は、比較的低く、例えば、鉄・ニッケル・マンガン合金の熱伝導率は、約８．８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1である。
　熱伝導層４１３は、高熱膨張層４１２および低熱膨張層４１４を構成する素材よりも大きな熱伝導率を持つ素材によって構成される。該熱伝導層４１３を構成する素材としては、例えば、熱伝導率が１０５．５Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1である銅および銅合金、熱伝導率が２０４Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1であるアルミニウム、ならびに熱伝導率が９０Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1であるニッケルのうちの何れか１つの素材であれば良い。
　低熱膨張層４１４は、高熱膨張層４１２を構成する素材よりも小さな熱膨張率を持つ素材によって構成される。該低熱膨張層４１４を構成する素材としては、例えば、熱膨張率が１．１×１０-6／℃である鉄・ニッケル合金が採用されることが好ましい。但し、該素材の熱伝導率は、比較的低く、約８．８Ｗ・ｍ-1・Ｋ-1である。また、絶縁層４１１は、シリカ（二酸化珪素）等の絶縁体によって構成される。
　また、配線部４２１ａのうちのヒータ部４２２ａに近い角部近傍の裏面（－Ｚ側の面）には、貫通孔ＣＶａに導電材料が充填されて構成される配線（貫通配線）が電気的に接続する。また、配線部４２１ｂのうちのヒータ部４２２ｂに近い角部近傍の裏面（－Ｚ側の面）には、貫通孔ＣＶｂに導電材料が充填されて構成される配線（貫通配線）が電気的に接続する。
　このため、図１０で示されるように、配線部４２１ａと配線部４２１ｂとの間には、外部から電源ＰＷが接続され、電流供給ドライバ６００におけるスイッチＳＷの開閉に応じて、配線部４２１ａと配線部４２１ｂとの間に電圧が印加される。従って、ヒータ部４２２ａとヒータ部４２２ｂとが、電気的に並列に接続される。なお、配線部４２１ａ，４２１ｂについては、一方の貫通配線から他方の貫通配線に至る２つの電気的な経路に係る経路長および電気抵抗が略同一となっている。
　また、配線部４２１ａと配線部４２１ｂとの間に電圧が印加されると、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂは、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱の発生により加熱される。このとき、バイメタル層４１では、高熱膨張層４１２の熱膨張と低熱膨張層４１４の熱膨張との差に応じて、梁部４１ａ，４１ｂの固定されていない端部（自由端）ＦＴが概ね＋Ｚ方向に変位するように梁部４１ａ，４１ｂが曲がる力を発生させる。このため、各可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴが、一方向（ここでは、概ね＋Ｚ方向）に変位する変位部となる。つまり、可動梁部４０ａ，４０ｂが、加熱に応じてそれぞれ変形する。なお、このとき、可動梁部４０ａ，４０ｂは、固体枠体４０Ｆに固定される固定端を支点として湾曲するため、自由端ＦＴは、概ね＋Ｚ方向に変位し、変位量に応じて少しずつ異なる方向に変位する。すなわち、ここでは、自由端ＦＴが変位する方向である「一方向」は、常に同じベクトルに沿った方向といった厳密な意味ではなく、可動梁部４０ａ，４０ｂが一つの傾向を持って変形する際に自由端ＦＴが変位する方向といった程度の意味で使用されている。
　ここで、ヒータ部４２２ａが、可動梁部４０ａのうちの一方向（ここでは、概ね＋Ｚ方向）とは反対方向の面（ここでは、－Ｚ方向の面）側に配設されるとともに、ヒータ部４２２ｂが、可動梁部４０ｂのうちの一方向（ここでは、概ね＋Ｚ方向）とは反対方向の面（ここでは、－Ｚ方向の面）側に配設される。別の観点から言えば、ヒータ部４２２ａが、可動梁部４０ａのうちのレンズユニット６０Ｕが存在する側とは反対側の部分に配設されるとともに、ヒータ部４２２ｂが、可動梁部４０ｂのうちのレンズユニット６０Ｕが存在する側とは反対側の部分に配設される。
　このため、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの発熱に応じて、可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴが＋Ｚ方向に変位する際には、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂが引き伸ばされることになるため、該ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの電気抵抗が上昇する。このとき、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂが電気的に並列に接続されるため、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの間で、バイメタル層４１の構成等にばらつきが生じている場合であっても、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位量が略同一となるように自動的に調整される。
　この２つの自由端ＦＴの変位量が略同一となるように自動的に調整される動作（変位量のセルフアライメント）については、更に後述する。
　　　＜(2-2-5)第１および第２平行ばね層＞
　第１および第２平行ばね層５０，７０は、同様な構成を有するため、ここでは、第１平行ばね層５０を例に挙げて具体的に説明する。
　図１２で示されるように、第１平行ばね層５０は、固定枠体５０Ｆと、弾性部５１とを有する弾性部材であり、ばね機構を形成する層（弾性層）となっている。第１平行ばね層５０の素材としては、例えば、ステンレス等の金属材料またはりん青銅等が採用される。
　固定枠体５０Ｆは、第１平行ばね層５０の外周部を構成する。
　弾性部５１は、固定枠体５０Ｆとの接続部５１ａ，５１ｂと、レンズユニット６０Ｕとの接合部５２ａ，５２ｂとを有し、接続部５１ａ，５１ｂと接合部５２ａ，５２ｂとが板状部材５０ＥＢで繋がれる。そして、第１平行ばね層５０は、接合部５２ａ，５２ｂにおいてレンズユニット６０Ｕのレンズ保持部６２ａ，６２ｂと接合される。
　ここでは、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ａのうちの－Ｚ側に配置された当接部６１Ｔａが、弾性部５１の内側に形成される中空の部分を通って、アクチュエータ層４０の可動梁部４０ａの自由端ＦＴ近傍に当接する。また、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ｂのうちの－Ｚ側に配置された当接部６１Ｔｂが、弾性部５１の内側に形成される中空の部分を通って、アクチュエータ層４０の可動梁部４０ｂの自由端ＦＴ近傍に当接する。更に、第１平行ばね層５０は、レンズユニット６０Ｕの突起部６１ａ，６１ｂおよび当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂと接触しないような形状を有する。
　そして、レンズユニット６０Ｕが固定枠体５０Ｆに対して＋Ｚ方向に移動されるにつれて、接続部５１ａ，５１ｂと接合部５２ａ，５２ｂとのＺ方向の位置がずれ、板状部材５０ＥＢは曲げ変形（たわみ変形）を生じて湾曲する。つまり、第１平行ばね層５０は、板状部材５０ＥＢの弾性変形によって、光学レンズ部６３の光軸方向（±Ｚ方向）に弾性変形可能であり、ばね機構として機能する。
　更に、固定枠体５０Ｆの一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、固定枠体５０Ｆの一主面が隣接するアクチュエータ層４０の固定枠体４０Ｆと接合され、該固定枠体５０Ｆの他主面が隣接する撮像レンズ層６０の固定枠体６０Ｆ（図１３）と接合される。
　ところで、第２平行ばね層７０は、図１２で示されるように、第１平行ばね層５０と比較して、固定枠体５０Ｆ、弾性部５１、接続部５１ａ，５１ｂ、接合部５２ａ，５２ｂ、および板状部材５０ＥＢが、それぞれ同様な構成を有する固定枠体７０Ｆ、弾性部７１、接続部７１ａ，７１ｂ、接合部７２ａ，７２ｂ、および板状部材７０ＥＢに変更されたものとなっている。つまり、第２平行ばね層７０も、ばね機構を形成する層（弾性層）となっている。但し、第２平行ばね層７０では、固定枠体７０Ｆの一主面が隣接する撮像レンズ層６０の固定枠体６０Ｆ（図１３）と接合され、該固定枠体７０Ｆの他主面が隣接する蓋層８０の外周部と接合される。
　　　＜(2-2-6)撮像レンズ層＞
　図１３で示されるように、撮像レンズ層６０は、固定枠体６０Ｆと、レンズユニット６０Ｕとを有する。この撮像レンズ層６０を構成する素材としては、フェノール系の樹脂やアクリル系の樹脂等が挙げられる。
　固定枠体６０Ｆは、撮像レンズ層６０の外周部を構成し、Ｚ方向について、レンズユニット６０Ｕの厚みに応じた厚みを有する。具体的には、固定枠体６０Ｆは、外縁および内縁がそれぞれ略矩形である環状の形状を有し、Ｚ方向に貫通する中空部分６０Ｈを有する。そして、固定枠体６０Ｆの一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、固定枠体６０Ｆの一主面が隣接する第１平行ばね層５０の固定枠体５０Ｆと接合され、該固定枠体６０Ｆの他主面が隣接する第２平行ばね層７０の固定枠体７０Ｆと接合される。
　レンズユニット６０Ｕは、中空部分６０Ｈに配置され、光学レンズ部６３、突起部６１ａ，６１ｂ、およびレンズ保持部６２ａ，６２ｂを有する。
　光学レンズ部６３は、被写体からの光を撮像素子１１まで導く光学系であり、正のレンズパワーを有する。
　突起部６１ａは、光学レンズ部６３の側面から固定枠体６０Ｆの一方の対角線に沿って突設される部分である。また、突起部６１ａの先端近傍には、－Ｚ方向に突設される当接部６１Ｔａ（図３）が設けられ、該当接部６１Ｔａの先端が可動梁部４０ａの自由端ＦＴ近傍に当接する。
　突起部６１ｂは、光学レンズ部６３の側面のうち、突起部６１ａが突設される面とは略反対側の側面から固定枠体６０Ｆの対角線に沿って突設される部分である。また、突起部６１ｂの先端近傍には、－Ｚ方向に突設される当接部６１Ｔｂ（図３）が設けられ、該当接部６１Ｔｂの先端が可動梁部４０ｂの自由端ＦＴ近傍に当接する。
　このように、当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂによって、移動対象物であるレンズユニット６０Ｕが、可動梁部４０ａ，４０ｂに対して当接する。
　レンズ保持部６２ａは、光学レンズ部６３の側面から固定枠体６０Ｆの他方の対角線に沿って突設される部分である。レンズ保持部６２ａの先端部は、＋Ｚ方向および－Ｚ方向にそれぞれ突起した形状を有し、該先端部の一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、レンズ保持部６２ａの先端部の一主面が、第１平行ばね層５０の接合部５２ａに対して接合され、レンズ保持部６２ａの先端部の他主面が、第２平行ばね層７０の接合部７２ａに対して接合される。
　レンズ保持部６２ｂは、光学レンズ部６３の側面のうち、レンズ保持部６２ａが突設される面とは略反対側の側面から固定枠体６０Ｆの対角線に沿って突設される部分である。レンズ保持部６２ｂの先端部は、＋Ｚ方向および－Ｚ方向にそれぞれ突起した形状を有し、該先端部の一主面および他主面がそれぞれ略平坦に構成され、且つ該一主面と他主面とが略平行に構成される。そして、レンズ保持部６２ｂの先端部の一主面が、第１平行ばね層５０の接合部５２ｂに対して接合され、レンズ保持部６２ｂの先端部の他主面が、第２平行ばね層７０の接合部７２ｂに対して接合される。
　なお、撮像レンズ層６０については、例えば、レンズ保持部６２ａ，６２ｂが第１平行ばね層５０に対して接合された時点で、破線で描かれた連結部６４ａ，６４ｂ（図１３）がフェムト秒レーザ等によって切断され、固定枠体６０Ｆと、レンズユニット６０Ｕとが分離される。
　　　＜(2-2-7)蓋層＞
　図１４で示されるように、蓋層８０は、ＸＹ断面の外縁が略正方形であり、且つＸＹ平面に略平行な盤面を有する板状の部材である。蓋層８０は、樹脂等といった透明の素材で構成され、被写体からの光をカメラモジュール５００の内部に導入する役割を果たすとともに、カメラモジュール５００の内部を密閉することで、カメラモジュール５００の内部にゴミや塵が侵入しないようにする役割を果たす。また、蓋層８０の外周部の一主面が、第２平行ばね層７０の固定枠体７０Ｆに対して接合される。
　　＜(2-3)レンズユニットの移動＞
　図１５および図１６は、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの発熱に応じて可動梁部４０ａ，４０ｂが変形する態様を示す模式図である。なお、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形の態様は、それぞれ同様であるため、図１５および図１６では、可動梁部４０ａの変形の態様が一例として示されており、可動梁部４０ａの変形の態様を例にとって説明する。
　図１５で示されるように、ヒータ部４２２ａが発熱していない状態では、第１および第２平行ばね層５０，７０の弾性力によって、レンズユニット６０Ｕを介して当接部６１Ｔａが可動梁部４０ａの自由端ＦＴ近傍を－Ｚ方向に押し下げる。このとき、可動梁部４０ａが反るような変形を生じて、自由端ＦＴの下方（－Ｚ方向）への変位が生じる。
　これに対して、図１６で示されるように、ヒータ部４２２ａに対する通電に応答した発熱により、高熱膨張層４１２が、低熱膨張層４１４よりも大きく膨張する。ここでは、ヒータ部４２２ａの発熱による熱量が、可動梁部４０ａから周辺の雰囲気および固定枠体４０Ｆに対して放出される熱量を上回ることで、可動梁部４０ａの温度が上昇する。なお、可動梁部４０ａの厚みを３０～５０μｍ程度と非常に薄くしておくと、可動梁部４０ａの温度が比較的短時間で上昇する。
　そして、可動梁部４０ａの温度が上昇すると、高熱膨張層４１２と低熱膨張層４１４との間の膨張の違いによって、自由端ＦＴの上方（＋Ｚ方向）への変位が発生する。このとき、第１および第２平行ばね層５０，７０の弾性力によってレンズユニット６０Ｕが押し下げられる力に抗して、可動梁部４０ａの自由端ＦＴが上方へ変位し、可動梁部４０ａが反る変形量が低減される。図１６では、可動梁部４０ａが平坦な形状を有する状態が示されている。
　一方、ヒータ部４２２ａに対する通電が停止されると、可動梁部４０ａの熱が熱伝導層４１３の存在によって固定枠体４０Ｆに急速に伝わり、固定枠体４０Ｆからの放熱によって、可動梁部４０ａが急速に冷却される。このとき、自由端ＦＴの下方（－Ｚ方向）への変位が増大されていき、図１５で示されるように、可動梁部４０ａが、自由端ＦＴの下方（－Ｚ方向）への変位が生じている形状に戻る。
　このようにして、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形に応じて、該可動梁部４０ａ，４０ｂによって、移動対象物であるレンズユニット６０Ｕが移動される。なお、可動梁部４０ａ，４０ｂは、固定枠体４０Ｆに固定される固定端を支点として湾曲するため、自由端ＦＴは、概ね＋Ｚ方向に変位し、変位量に応じて少しずつ異なる方向に変位する。但し、自由端ＦＴのＺ座標の変化に着目すれば、自由端ＦＴは、可動梁部４０ａ，４０ｂの加熱時にＺ座標が増加する一方向に変位し、可動梁部４０ａ，４０ｂの冷却時にＺ座標が減少する他方向に変位する。そして、ここでは、自由端ＦＴが変位する方向である「一方向」は、常に同じベクトルに沿った方向といった厳密な意味ではなく、可動梁部４０ａ，４０ｂが一つの傾向を持って変形する際に自由端ＦＴが変位する方向といった程度の意味で使用されている。
　　＜(2-4)変位量のセルフアライメント＞
　ヒータ部４２２ａ，４２２ｂの発熱に応じて、可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴが＋Ｚ方向に変位する際、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量が略同一であれば、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂの電気抵抗は略同一となる。
　ここで、仮に、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの間で、バイメタル層４１の構成等にばらつきが生じていることに起因して、該ばらつきに応じて２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量が異なれば、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂの間で電気抵抗が異なる。このとき、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂのうち、変形量が相対的に小さな可動梁部に係るヒータ部の電気抵抗が、変形量が相対的に大きな可動梁部に係るヒータ部の電気抵抗よりも小さくなる。例えば、可動梁部４０ａの変形量が、可動梁部４０ｂの変形量よりも相対的に小さければ、ヒータ部４２２ａの電気抵抗が、ヒータ部４２２ｂの電気抵抗よりも相対的に低くなる。
　しかしながら、本実施形態では、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂが電気的に並列に接続されるため、各ヒータ部４２２ａ，４２２ｂに印加される電圧は同一となる。したがって、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂのうち、相対的に低い電気抵抗を有する一方のヒータ部に対して、相対的に大きな電流が流れ、該一方のヒータ部に付与される電力が、他方のヒータ部に付与される電力よりも大きくなる。このとき、該一方のヒータ部の発熱が、該他方のヒータ部の発熱よりも大きくなり、該一方のヒータ部が設けられた可動梁部の変形量と、該他方のヒータ部が設けられた可動梁部の変形量との差が縮まる。このように、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量の差が縮まると、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂの電気抵抗の差も縮まる。そして、２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂに付与される電力も等しくなっていくために、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量が等しくなっていく。
　なお、仮に２つのヒータ部４２２ａ，４２２ｂが電気的に直列に接続されている場合には、各ヒータ部４２２ａ，４２２ｂに流れる電流は同一となるため、逆に、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量の差が拡大することになる。
　　＜(2-5)第１および第２平行ばね層の機能＞
　図１７および図１８は、第１および第２平行ばね層５０，７０の機能を説明するための模式図である。図１７および図１８では、レンズユニット６０Ｕと弾性部５１，７１の状態を側方から見た模式図が示されている。図１７および図１８で示されるように、弾性部５１，７１が、それぞれ接合部５２ａ，５２ｂ，７２ａ，７２ｂにおいてレンズユニット６０Ｕに接合されることで、レンズユニット６０Ｕを挟持する。また、図１７では、弾性部５１，７１がある程度変形している状態（初期状態）が示され、図１８では、弾性部５１，７１が殆ど変形していない状態が示されている。
　上述したように、弾性部５１，７１は、ともに同様な構成を有し、それぞれ同様に固定枠体５０Ｆ，７０Ｆに対して２箇所（接続部５１ａ，５１ｂおよび接続部７１ａ，７１ｂ）で固設される。また、弾性部５１，７１は、それぞれ同様にレンズユニット６０Ｕに対して２箇所（接合部５２ａ，５２ｂおよび接合部７２ａ，７２ｂ）で接合される。そして、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形により、図１７で示されるように、レンズユニット６０Ｕが－Ｚ方向に押し下げられる際には、弾性部５１，７１が略同一の変形を行うとともに、図１８で示されるように、レンズユニット６０Ｕが＋Ｚ方向に押し上げられる際には、弾性部５１，７１が略同一の変形を行う。このため、レンズユニット６０Ｕに含まれる光学レンズ部６３は、光軸が傾くことなく、上下方向（ここでは、Ｚ軸に沿った方向）に移動する。すなわち、光学レンズ部６３の光軸の方向がずらされることなく、光学レンズ部６３と撮像素子１１との距離が変更される。
　　＜(2-6)カメラモジュールにおけるオートフォーカス制御＞
　カメラモジュール５００におけるオートフォーカス制御は、図１で示された電流供給ドライバ６００、電気抵抗検出部７００、コントラスト検出部８００、および合焦制御部３１０によって実現される。
　具体的には、電気抵抗検出部７００は、導電層４２の電気抵抗を検出し、該電気抵抗を示す信号を合焦制御部３１０に対して出力する。合焦制御部３１０は、導電層４２の電気抵抗に基づいて、導電層４２の変形（具体的には、可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位）を検出する。つまり、電気抵抗検出部７００および合焦制御部３１０によって、可動梁部４０ａ，４０ｂに係る電気抵抗が検出されることで、可動梁部４０ａ，４０ｂに係る変位が認識される。ここでは、可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位が、レンズユニット６０Ｕの変位となる。
　可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位の検出については、導電層４２（具体的には、可動梁部４０ａ，４０ｂ）における形状と電気抵抗との関係が一義的に決まることが利用されて実行される。そして、合焦制御部３１０は、可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位を検出しつつ、電流供給ドライバ６００を介して導電層４２への電流の供給を制御することで、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量、すなわち可動梁部４０ａ，４０ｂの自由端ＦＴの変位を制御する。このとき、該自由端ＦＴによる当接部６１Ｔａ，６１Ｔｂの押し上げにより、レンズユニット６０Ｕが＋Ｚ方向に移動されることで、光学レンズ部６３と撮像素子１１との離隔距離が変更されて、焦点の位置が変更される。
　また、コントラスト検出部８００は、撮像素子１１で得られる画像信号について、コントラストを検出する。例えば、隣接画素間の階調値の差分を画像全体について積算した数値が、コントラストを示す評価値として検出される。このコントラストを示す評価値を示す信号は、合焦制御部３１０に対して出力される。
　オートフォーカス制御が行われる際には、合焦制御部３１０の制御により、まず、レンズユニット６０Ｕと撮像素子１１との離隔距離が予め設定された多段階の離隔距離に順次に設定され、各離隔距離にレンズユニット６０Ｕと撮像素子１１とが設定される状態で撮像素子１１によって画像信号が取得される。換言すれば、レンズユニット６０Ｕの＋Ｚ方向への繰り出し位置が、予め設定された多段階の位置に設定されるとともに、各繰り出し位置にレンズユニット６０Ｕが配置される時点において撮像素子１１によって画像信号が取得される。なお、このとき、合焦制御部３１０が、電気抵抗検出部７００で検出される導電層４２の電気抵抗をモニタリングしつつ、電流供給ドライバ６００を介した導電層４２への電流の供給を制御することで、レンズユニット６０Ｕの繰り出し位置が変更される。
　次に、合焦制御部３１０が、コントラスト検出部８００によって各繰り出し位置について検出されたコントラストを示す評価値に基づいて、コントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置を検出する。このコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置にレンズユニット６０Ｕが配置されている状態が、被写体に合焦している状態に相当する。そして、合焦制御部３１０の制御により、レンズユニット６０Ｕがコントラストを示す評価値が最大となる繰り出し位置まで移動されることで、カメラモジュール５００における被写体に対する合焦が実現される。すなわち、オートフォーカス制御が実現される。
　＜(3)カメラモジュールの製造工程＞
　図１９は、カメラモジュール５００の製造工程の手順を例示するフローチャートである。図１９で示されるように、(工程Ａ)複数のシートの準備（ステップＳ１）、(工程Ｂ)複数のシートの接合（ステップＳ２）、および(工程Ｃ)ダイシング（ステップＳ３）が順次に行われることで、カメラモジュール５００が製造される。以下、各工程について説明する。
　　＜(3-1)複数のシートの準備（工程Ａ）＞
　図２０で示されるように、撮像素子層シートＵ１０、撮像素子保持層シートＵ２０、スペーサ層シートＵ３０、アクチュエータ層シートＵ４０、第１平行ばね層シートＵ５０、撮像レンズ層シートＵ６０、第２平行ばね層シートＵ７０、および蓋層シートＵ８０が準備される。ここでは、各シートが、円盤状である例を示して説明する。
　撮像素子層シートＵ１０は、撮像素子層１０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この撮像素子層シートＵ１０は、例えば、円盤状のシリコン製の基板に、撮像素子１１および各種回路が形成されることで製作される。
　撮像素子保持層シートＵ２０は、撮像素子保持層２０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この撮像素子保持層シートＵ２０は、例えば、樹脂等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、型押し等によって開口２０Ｈおよび貫通孔ＣＶ2a，ＣＶ2bが形成され、該貫通孔ＣＶ2a，ＣＶ2bに対して金属メッキ等によって導電材料が充填されることで製作される。
　スペーサ層シートＵ３０は、スペーサ層３０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。このスペーサ層シートＵ３０は、例えば、樹脂等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、型押し等によって中空部分および貫通孔ＣＶ3a，ＣＶ3bが形成され、該貫通孔ＣＶ3a，ＣＶ3bに対して金属メッキ等によって導電材料が充填されることで製作される。
　アクチュエータ層シートＵ４０は、アクチュエータ層４０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。このアクチュエータ層シートＵ４０は、例えば、以下のような工程(Ｉ)～(IV)が順次に行われることで製作される。
　(Ｉ)バイメタル層４１に対応するバイメタルの平板が準備される。(II)フォトリソグラフィ技術等を用いて、バイメタルの平板上にヒータ部４２２ａ，４２２ｂに対応する導電材料（例えば、金等）のパターンが形成される。(III)フォトリソグラフィ技術等を用いて、バイメタルの平板上に配線部４２１ａ，４２１ｂに対応する導電材料（例えば、金等）のパターンが形成される。(IV)バイメタルの平板に対して、エッチングが施されることで、中空部分４０Ｈが形成される。このとき、可動梁部４０ａ，４０ｂが、中空部分４０Ｈに突設されることになる。
　第１平行ばね層シートＵ５０は、第１平行ばね層５０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この第１平行ばね層シートＵ５０は、例えば、ステンレス等の金属材料またはりん青銅等の素材で形成された円盤状のウエハに対して、フォトリソグラフィ技術等により、平行ばねの形状のレジストが金属材料上にパターンニングされ、塩化鉄系のエッチング液に浸してウエットエッチングが行われることで、平行ばねのパターンが形成される。
　撮像レンズ層シートＵ６０は、撮像レンズ層６０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。但し、撮像レンズ層シートＵ６０では、各チップにおいては、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとが連結部６４ａ，６４ｂによって連結された状態にある。この撮像レンズ層シートＵ６０は、例えば、樹脂の成型等によって製作される。
　第２平行ばね層シートＵ７０は、第２平行ばね層７０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この第２平行ばね層シートＵ７０は、第１平行ばね層シートＵ５０と同様な工程で製作される。
　蓋層シートＵ８０は、蓋層８０に相当するチップがマトリックス状の所定配列で多数形成されたシートである。この蓋層シートＵ８０は、例えば、樹脂の成型等によって製作される。なお、蓋層８０の形状が単なる平板で良い場合には、蓋層シートＵ８０は、平板状のガラスであっても良い。
　なお、工程Ａで準備される８枚のシートＵ１０～Ｕ８０には、シートの接合工程における位置合わせのためのマーク（アライメントマーク）が、略同一の位置に付される。アライメントマークとしては、例えば、十字等のマーク等が挙げられ、各シートＵ１０～Ｕ８０の上面の外周部近傍であって比較的離隔した２箇所以上の位置に設けられることが好ましい。
　　＜(3-2)複数のシートの接合（工程Ｂ）＞
　図２０で示されるように、工程Ａで準備された８枚のシートＵ１０～Ｕ８０が、順次に積層されて接合される。
　まず、撮像素子層シートＵ１０、撮像素子保持層シートＵ２０、スペーサ層シートＵ３０、アクチュエータ層シートＵ４０、第１平行ばね層シートＵ５０、および撮像レンズ層シートＵ６０の各チップが、それぞれ直上に積層されるように、シート形状のまま位置合わせ（アライメント）が行われる。
　具体的には、公知のアライナー装置に、まず、撮像素子層シートＵ１０および撮像素子保持層シートＵ２０がセットされ、予め形成しておいたアライメントマークを用いたアライメントが行われる。この際、事前に、撮像素子層シートＵ１０と撮像素子保持層シートＵ２０とが接合される面（接合面）に、いわゆるエポキシ樹脂系の接着剤、または紫外線硬化接着剤が塗布されており、両シートＵ１０，Ｕ２０が接合される。なお、接合面にＯ2プラズマを照射することで、接合面を活性化して、両シートＵ１０，Ｕ２０を直接接合する方法を用いても良い。
　続いて、上記と同様なアライメントならびに接合方法により、撮像素子保持層シートＵ２０上にスペーサ層シートＵ３０が接合され、次に、該スペーサ層シートＵ３０上にアクチュエータ層シートＵ４０が接合され、その次に、該アクチュエータ層シートＵ４０上に第１平行ばね層シートＵ５０が接合され、更に、第１平行ばね層シートＵ５０上に撮像レンズ層シートＵ６０が接合される。
　このとき、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ａが、第１平行ばね層シートＵ５０の接合部５２ａに対して接合され、撮像レンズ層シートＵ６０の当接部６１Ｔａが、可動梁部４０ａの自由端ＦＴ近傍に対して当接する。また、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ｂが、第１平行ばね層シートＵ５０の各接合部５２ｂに対して接合され、撮像レンズ層シートＵ６０の各当接部６１Ｔｂが、各可動梁部４０ｂの自由端ＦＴ近傍に対して当接する。
　また、ここでは、２つのシートＵ２０，Ｕ３０が接合されることで、貫通孔ＣＶ2a，ＣＶ3aに充填された導電材料が相互に電気的に接続されることで、貫通孔ＣＶａによって形成される貫通配線が形成される。また、貫通孔ＣＶ2b，ＣＶ3bに充填された導電材料が相互に電気的に接続されることで、貫通孔ＣＶｂによって形成される貫通配線が形成される。
　更に、第１平行ばね層シートＵ５０上に撮像レンズ層シートＵ６０が接合された状態で、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとを連結する連結部６４ａ，６４ｂが切断されることで、固定枠体６０Ｆと突起部６１ａ，６１ｂとが分離される。
　次に、６つのシートＵ１０～Ｕ６０が積層されて形成された積層体の上面に対して、第２平行ばね層シートＵ７０、および蓋層シートＵ８０がこの順番で下から順に積層および接合される。アライメントならびに接合方法については、上述したシートＵ１０～Ｕ６０に係る手法と同様であり、このとき、シートＵ１０～Ｕ８０の各チップが、対応する位置において上下方向に重なり合うように積層される。
　このとき、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ａが、第２平行ばね層シートＵ７０の各接合部７２ａに対して接合されるとともに、撮像レンズ層シートＵ６０の各レンズ保持部６２ｂが、第２平行ばね層シートＵ７０の各接合部７２ｂに対して接合される。
　　＜(3-3)ダイシング（工程Ｃ）＞
　８つのシートＵ１０～Ｕ８０が積層されて形成された積層部材が、ダイシング装置によってチップ毎に切り離されて、８つの層１０～８０が積層されたカメラモジュール５００が多数生成される。つまり、カメラモジュール５００が完成される。
　以上のように、一実施形態に係るカメラモジュール５００を搭載した携帯電話機１００では、変形量が相対的に大きな可動梁部に含まれるヒータ部よりも、変形量が相対的に小さな可動梁部に含まれるヒータ部の方が、より大きな電流によって、より発熱する。このとき、複数の可動梁部の変形量が均一化される。したがって、駆動力のばらつきを抑制することが可能な２以上の可動部を有するアクチュエータ、ならびに該アクチュエータが搭載された駆動装置が提供される。
　また、加熱時に可動梁部４０ａ，４０ｂが変形する方向とは反対方向の部分にヒータ部４２２ａ，４２２ｂがそれぞれ設けられる。このため、可動梁部４０ａ，４０ｂにおいて発熱に応じた変形によってヒータ部４２２ａ，４２２ｂの電気抵抗を容易に増大させることができる。
　また、可動梁部４０ａ，４０ｂが、平らで曲がっていない状態を基準として同一方向に同一の変形量を生じる際に、ヒータ部４２２ａ，４２２ｂが同一の電気抵抗を有する。このため、複数の可動梁部４０ａ，４０ｂの変形量の均一化が図られる。
　＜(4)変形例＞
　なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
　◎例えば、上記一実施形態では、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの形状およびサイズが同一であったが、これに限られない。例えば、２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの間で、先端形状が若干異なる形状とされる等といった熱容量および放熱特性において余り影響を与えない程度の形状の相異は許容される。
　◎また、上記一実施形態では、各可動梁部４０ａ，４０ｂが、バイメタルとヒータ部との組み合わせによって構成されたが、これに限られない。例えば、バイメタルの代わりに、板状のベース部（例えば、シリコン基板）上に加熱に応じて収縮する形状記憶合金（ＳＭＡ）の薄膜が設けられたものが採用されても良い。すなわち、板状のベース部の一主面上にヒータ部が設けられ、板状のシリコン基板の他主面上にＳＭＡの薄膜が設けられても良い。つまり、ＳＭＡとヒータ部と板状のベース部とが組み合わされて複数の可動梁部が構成されても良い。このような構成であっても、上記一実施形態と同様な効果が得られる。
　◎また、上記一実施形態では、固定枠体４０Ｆから延設される２枚の可動梁部４０ａ，４０ｂの延設方向が、逆方向であったが、これに限られない。例えば、複数の可動梁部が、固定枠体４０Ｆから同一方向に延設されても良い。
　◎また、上記一実施形態では、移動対象物であるレンズユニット６０Ｕが、可動梁部４０ａ，４０ｂに対して直接当接したが、これに限られない。例えば、第１平行ばね層５０の形状を変えて、該第１平行ばね層５０等といった別部材を介して、レンズユニット６０Ｕが、可動梁部４０ａ，４０ｂに対して当接しても良い。
　◎また、上記一実施形態では、移動対象物が、光学レンズ部６３であったが、これに限られない。例えば、撮像素子等のその他の部材を移動対象物としても良い。例えば、被写体からの光を撮像素子に導く光学系にあたる光学レンズ部を固定し、上記一実施形態において光学レンズ部６３を移動させるための構成と同様な構成によって撮像素子層をＺ方向に移動させても良い。
　図２１は、光学レンズ部６３Ａを固定して、該光学レンズ部６３Ａの光軸Ａｘに沿った方向に撮像素子層１０Ａを前後に移動させる一態様の概念図を例示する図である。図２１では、撮像素子層１０Ａを光軸Ａｘに沿って前後に移動させるアクチュエータＡＣが描かれている。このような構成では、アクチュエータＡＣの動作に応じて撮像素子層１０Ａが光軸Ａｘに沿って前後に移動されて、光学レンズ部６３Ａと撮像素子層１０Ａとの距離が変更されることで、オートフォーカス制御が実現される。このように、可動梁部４０ａ，４０ｂの変形に応じて撮像素子および光学系のうちの少なくとも一方が移動されれば、オートフォーカス制御が実現される。
　このような構成が採用されても、撮像素子および光学系のうちの少なくとも一方の移動対象物を移動させるための駆動力のばらつきを抑制することが可能な駆動装置が提供される。
　また、アクチュエータによって移動される対象物（移動対象物）は、光学系や撮像素子等といった撮像装置を構成する要素に限られない。例えば、移動対象物は、光ピックアップレンズの対物レンズ等といったその他の部材であっても良い。すなわち、本発明は、通電による電気抵抗に応じてそれぞれ発熱し、且つ該発熱に応じてそれぞれ変形する複数の可動部を用いて構成されるアクチュエータと、該複数の可動部の変形に応じて移動対象物が移動されるカメラモジュール一般に適用することができる。
　◎なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部の構成を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
　１０，１０Ａ　撮像素子層
　４０　アクチュエータ層
　４０ａ，４０ｂ　可動梁部
　４０Ｆ，４１Ｆ，６０Ｆ　固定枠体
　４１　バイメタル層
　４１ａ，４１ｂ　梁部
　４２　導電層
　６０　撮像レンズ層
　６０Ｕ　レンズユニット
　６３，６３Ａ　光学レンズ部
　１００　携帯電話機
　４１１　絶縁層
　４１２　高熱膨張層
　４１３　熱伝導層
　４１４　低熱膨張層
　４２１ａ，４２１ｂ　配線部
　４２２ａ，４２２ｂ　ヒータ部
　５００　カメラモジュール
　ＡＣ　アクチュエータ

Claims (7)

  1. 　加熱に応じて変形する第１可動部と、
    　加熱に応じて変形する第２可動部と、
    を備え、
    　前記第１可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第１ヒータ部、を有するとともに、
    　前記第２可動部が、通電によって電気抵抗に応じたジュール熱を発生させる第２ヒータ部、を有し、
    　前記第１ヒータ部と前記第２ヒータ部とが、電気的に並列に接続されており、
    　前記第１および第２ヒータ部への通電による発熱に応じて前記第１および第２可動部が変形する際に、前記第１および第２ヒータ部の電気抵抗が上昇することを特徴とするアクチュエータ。
  2. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記第１可動部が、
    　前記第１ヒータ部の発熱に応じて一方向に変位する第１変位部を有し、
    　前記第１ヒータ部が、
    　前記第１可動部のうちの前記一方向とは反対方向の面側に設けられ、
    　前記第２可動部が、
    　前記第２ヒータ部の発熱に応じて前記一方向に変位する第２変位部を有し、
    　前記第２ヒータ部が、
    　前記第２可動部のうちの前記一方向とは反対方向の面側に設けられることを特徴とするアクチュエータ。
  3. 　請求項１に記載のアクチュエータであって、
    　前記第１および第２可動部が、曲がっていない状態を基準として略同一方向に略同一の変形を生じた場合に、前記第１ヒータ部の電気抵抗と、前記第２ヒータ部の電気抵抗とが、略同一となることを特徴とするアクチュエータ。
  4. 　請求項１に記載のアクチュエータと、
    　前記第１および第２可動部の変形に応じて、該第１および第２可動部によって移動される移動対象物と、
    を備えることを特徴とする駆動装置。
  5. 　請求項４に記載の駆動装置であって、
    　前記第１ヒータ部が、
    　前記第１可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられ、
    　前記第２ヒータ部が、
    　前記第２可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられることを特徴とする駆動装置。
  6. 　請求項１に記載のアクチュエータと、
    　撮像素子と、
    　被写体からの光を前記撮像素子まで導く光学系と、
    を備え、
    　前記撮像素子および前記光学系のうちの少なくとも一方が、前記第１および第２可動部の変形によって移動される移動対象物であることを特徴とするカメラモジュール。
  7. 　請求項６に記載のカメラモジュールであって、
    　前記第１ヒータ部が、
    　前記第１可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられ、
    　前記第２ヒータ部が、
    　前記第２可動部のうちの前記移動対象物が存在する側とは反対側の部分に設けられることを特徴とするカメラモジュール。
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