WO2020235667A1 - レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 - Google Patents

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 Download PDF

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WO2020235667A1
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智彦 大坂
一郎 林
篤 菊地
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ミツミ電機株式会社
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    • G03B2205/0069—Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils

Definitions

  • the present invention relates to a lens driving device for a liquid lens, a camera module, and a camera mounting device.
  • AF function Auto Focus
  • OIS function Optical Image Stabilization
  • the lens drive device disclosed in Patent Document 1 includes an autofocus drive unit for moving the lens unit in the optical axis direction (hereinafter referred to as "AF drive unit”) and a plane orthogonal to the optical axis direction of the lens unit. It is equipped with a shake correction drive unit (hereinafter referred to as "OIS drive unit”) for swinging inside, and a voice coil motor (VCM) is applied to the AF drive unit and OIS drive unit. ing.
  • AF drive unit for moving the lens unit in the optical axis direction
  • OIS drive unit a shake correction drive unit
  • VCM voice coil motor
  • Patent Document 2 discloses a lens device that changes the focal length and the optical axis by deforming a liquid lens in which a liquid is sealed in a transparent container. For example, when a ring-shaped deforming member is uniformly pressed against the peripheral edge of the liquid lens, the curvature of the liquid lens changes and the focal length changes, and when the deforming member is pressed in an inclined state, the optical axis changes. As a result, focusing and runout correction can be performed. In the lens device disclosed in Patent Document 2, focusing and runout correction are performed by the same lens driving unit (actuator). Therefore, as in Patent Document 1, the lens unit is moved in the optical axis direction and the optical axis orthogonal direction. In comparison, the structure related to the drive can be simplified, which is suitable for miniaturization and weight reduction.
  • a part of the lens driving unit (for example, a VCM coil or a magnet) is incorporated in a lens unit having a liquid lens. Therefore, in order to reduce the size, it is necessary to consider both the lens unit and the lens driving unit in designing, and the degree of freedom in design is low. In addition, if a problem such as damage to the lens unit occurs, the entire lens unit including the lens drive unit must be repaired / replaced, resulting in poor versatility.
  • An object of the present invention is to provide a lens driving device, a camera module, and a camera mounting device which are excellent in versatility and suitable for miniaturization and weight reduction.
  • the lens driving device is A lens driving device that is formed separately from a lens unit having a liquid lens and changes the focal length and optical axis of the liquid lens by applying an external force to the liquid lens.
  • Fixed part and A movable part arranged apart from the fixed part, A support portion that supports the movable portion with respect to the fixed portion, A drive unit that is composed of a voice coil motor composed of a coil and a magnet and that moves the movable portion in the optical axis direction with respect to the fixed portion. It is provided with a lens deforming portion that is connected to the movable portion and applies a force in the optical axis direction to the liquid lens as the movable portion moves.
  • the movable portion has a plurality of movable units and has a plurality of movable units.
  • One of the coil and the magnet is arranged in the plurality of movable units.
  • Either one of the coil and the magnet is arranged at a position corresponding to the movable unit in the fixed portion.
  • the drive unit independently drives the plurality of movable units so that the curvature of the liquid lens changes or the optical axis of the liquid lens changes.
  • the camera module according to the present invention With the above lens drive With the lens unit An imaging unit that captures a subject image imaged by the lens unit, To be equipped.
  • the camera-mounted device A camera-mounted device that is an information device or a transportation device. With the above camera module It includes an image processing unit that processes the image information obtained by the camera module.
  • a lens driving device a camera module, and a camera mounting device which are excellent in versatility and suitable for miniaturization and weight reduction.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a smartphone equipped with a camera module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the camera module.
  • FIG. 3 is a perspective view of the lens driving device.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the main body of the lens driving device.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the main body of the lens driving device.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the main body of the lens driving device.
  • FIG. 7 is a plan view of the main body of the lens driving device as viewed from the light receiving side in the optical axis direction.
  • 8A and 8B are perspective views of the coil unit.
  • 9A and 9B are perspective views of the coil unit.
  • FIG. 10 is a plan view showing the arrangement of the base substrate.
  • 11 is a wiring diagram showing a power supply line and a wiring line from the base board to the control IC.
  • 12A and 12B are schematic views showing an example of the operation of the lens driving device.
  • 13A and 13B are diagrams showing an automobile as a camera-mounted device for mounting an in-vehicle camera module.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a smartphone M (camera-mounted device) equipped with the camera module A according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view of the smartphone M
  • FIG. 1B is a rear view of the smartphone M.
  • the smartphone M is equipped with the camera module A as, for example, rear cameras OC1 and OC2.
  • the camera module A has an AF function and an OIS function, automatically adjusts the focus when shooting a subject, and optically corrects the shake (vibration) that occurs during shooting to shoot an image without image blur. be able to.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the camera module A.
  • FIG. 3 is a perspective view of the lens driving device 1.
  • FIG. 3 shows a state in which the cover 60 is removed from the main bodies 10 to 50 of the lens driving device 1.
  • an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) will be used for description. Also in the figure described later, it is shown by a common Cartesian coordinate system (X, Y, Z).
  • the camera module A is mounted so that the X direction is the vertical direction (or the horizontal direction), the Y direction is the horizontal direction (or the vertical direction), and the Z direction is the front-back direction when the smartphone M actually shoots.
  • the Z direction is the optical axis direction
  • the upper side in the figure is the optical axis direction light receiving side
  • the lower side is the optical axis direction imaging side.
  • the X and Y directions orthogonal to the Z axis are referred to as "optical axis orthogonal directions”
  • the XY planes are referred to as "optical axis orthogonal planes”.
  • the camera module A is an imaging unit (illustrated) that images a subject image formed by the lens driving device 1, the lens unit 2, and the lens unit 2 that realize the AF function and the OIS function. Omitted) etc.
  • the lens driving device 1 is configured separately from the lens unit 2, and when performing automatic focusing or shake correction, an external force is applied to the liquid lens 71 (see FIG. 12A, etc.) of the lens unit 2 to obtain a focal length or light. Change the axis.
  • the lens unit 2 has a liquid lens 71 (see FIG. 12A, etc.) in which a liquid is sealed in a transparent container.
  • the liquid lens 71 is deformed by a force (compressive force or tensile force) in the optical axis direction, and the focal length and the optical axis change.
  • the liquid lens 71 may be a gel-like lens as long as it is a lens that is deformed by an external force.
  • a ring-shaped lens support member 72 (see FIG. 12A and the like) is adhered to the surface of the liquid lens 71 on the optical axis direction imaging side. Since the configuration of the liquid lens 71 is known, detailed description thereof will be omitted (see, for example, Patent Document 2).
  • the cover 60 is a covered square cylinder having a rectangular shape (for example, a square shape) when viewed from the optical axis direction.
  • the cover 60 has, for example, a two-stage diaphragm shape in which the central portion protrudes in a substantially cylindrical shape on the light receiving side in the optical axis direction.
  • the lens unit 2 is arranged on the upper end surface 601 of the cover 60. Further, an adhesive injection port 603 is provided on the side surface 602 of the cover 60.
  • the cover 60 is arranged so as to cover the main body portions 10 to 50, and is fixed, for example, by adhering the side surface 602 of the cover 60 and the yoke 33 (see FIG. 6).
  • the imaging unit (not shown) is arranged on the optical axis direction imaging side of the lens driving device 1.
  • the image pickup unit (not shown) has, for example, an image sensor substrate and an image pickup element mounted on the image sensor substrate.
  • the image sensor is composed of, for example, a CCD (charge-coupled device) type image sensor, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) type image sensor, or the like.
  • the image sensor captures a subject image formed by the lens unit 2.
  • the lens driving device 1 is mounted on an image sensor substrate (not shown) and is mechanically and electrically connected.
  • the control unit that controls the drive of the lens driving device 1 may be provided on the image sensor substrate, or may be provided on the camera-mounted device (smartphone M in the present embodiment) on which the camera module A is mounted. ..
  • the energizing current in the coil 31 is controlled by the control signal from the control unit.
  • FIGS. 4 to 6 are exploded perspective views of the main bodies 10 to 50 of the lens driving device 1.
  • FIG. 5 shows a state in which the movable portion 10 and the support portion 40 in FIG. 4 are disassembled.
  • FIG. 6 shows a state in which the fixing portion 20 in FIG. 4 is disassembled.
  • FIG. 7 is a plan view of the main body portions 10 to 50 of the lens driving device 1 as viewed from the light receiving side in the optical axis direction.
  • the lens driving device 1 includes a movable portion 10, a fixing portion 20, a driving portion 30, a supporting portion 40, a lens deforming portion 50, and the like.
  • the movable portion 10 is a portion that moves in the optical axis direction during automatic focusing and runout correction.
  • the fixed portion 20 is a portion that supports the movable portion 10 via the support portion 40.
  • the movable portion 10 is arranged radially apart from the fixed portion 20, and is connected to the fixed portion 20 by the support portion 40.
  • the drive unit 30 is composed of a voice coil motor including a coil 31 and a magnet 32.
  • the coil 31 is arranged in the movable portion 10 and the magnet 32 is arranged in the fixed portion 20. That is, the moving coil system is adopted for the lens driving device 1. Compared with the moving magnet method in which the magnet 32 is arranged on the movable portion 10, the movable portion 10 is lighter and the amount of movement of the movable portion 10 is larger even if the driving force (Lorentz force generated in the coil 31) is the same (). Since the pressure applied to the liquid lens 71 increases), power saving can be achieved.
  • the movable portion 10 is composed of first to fourth coil units 10A to 10D (movable units) arranged so as to have a rectangular shape in a plan view seen from the optical axis direction. Specifically, the first and second coil units 10A and 10B are arranged so as to face each other in the X direction, and the third and fourth coil units 10C and 10D are arranged so as to face each other in the Y direction. ..
  • the first to fourth coil units 10A to 10D each have a coil substrate holder 11, a coil substrate 12, and a control IC 13 (see FIG. 8A and the like).
  • 9A and 9B show a state in which FIGS. 8A and 8B are rotated by 180 ° around the Z axis.
  • the coil board holder 11 is a member that holds the coil board 12.
  • the coil board holder 11 holds an upper spring fixing portion 111 to which the upper elastic support member 41 is attached, a lower spring fixing portion 112 to which the lower elastic support member 42 is attached, an IC accommodating portion 113 accommodating the control IC 13, and the coil substrate 12. It has a substrate holding portion 114, a connecting member fixing portion 115 to which the lens deforming portion 50 is attached, and a base engaging portion 116 that engages with the base 21.
  • the coil board 12 is a printed wiring board having a substantially rectangular shape, and is composed of, for example, a multilayer printed wiring board in which a plurality of unit layers composed of a conductor layer and an insulating layer (not shown) are laminated.
  • the coil board 12 has a coil 31, a power supply terminal 14, a signal terminal 15, and wiring (not shown).
  • the control IC 13 is mounted on the coil board 12.
  • a conductor pattern including the coil 31, the power supply terminal 14, the signal terminal 15, and the wiring is integrally formed on the coil substrate 12.
  • the wiring includes a power supply line connecting the power supply terminal 14 and the control IC 13, and a signal line connecting the signal terminal 15 and the control IC 13.
  • the power supply terminal 14 is soldered to the upper elastic support member 41 and physically and electrically connected.
  • the signal terminal 15 is soldered to the lower elastic support member 42 and physically and electrically connected.
  • the coil substrate 12 is fitted into the coil substrate holder 11 so that both end portions 121 in the longitudinal direction of the coil substrate 12 engage with the substrate holding portion 114, and is fixed by adhesion.
  • the control IC 13 is housed in the IC accommodating portion 113 of the coil substrate holder 11.
  • control IC 13 has a built-in Hall element (not shown) that detects a change in the magnetic field by utilizing the Hall effect.
  • Hall element When the coil units 10A to 10D move in the optical axis direction, the magnetic field generated by the magnets 32A to 32D changes. By detecting this change in the magnetic field with the Hall element, the positions of the coil units 10A to 10D in the optical axis direction are detected.
  • Hall output By designing the layout of the Hall element and the magnets 32A to 32D so that the magnetic flux proportional to the movement amount of the coil units 10A to 10D intersects the detection surface of the Hall element, it is proportional to the movement amount of the coil units 10A to 10D. Hall output can be obtained.
  • a magnet for position detection may be arranged on the fixing portion 20.
  • the control IC 13 controls the energizing currents of the corresponding coils 31A to 31D based on the detection result (Hall output) by the built-in Hall element and the control signal received via the upper elastic support member 41.
  • the power supply terminal 14 may be connected to the lower elastic support member 42, and the signal terminal 15 may be connected to the upper elastic support member 41.
  • coils 31 arranged on the coil substrate 12 of the first to fourth coil units 10A to 10D are distinguished, they are referred to as "coils 31A to 31D".
  • magnets 32 and the yoke 33 corresponding to the coils 31A to 31D are referred to as "magnets 32A to 32D” and "yoke 33A to 33D".
  • the drive unit 30 has a coil 31, a magnet 32, and a yoke 33.
  • the coil 31 is an air-core coil that is energized during automatic focusing and runout correction, and is formed on the coil substrate 12.
  • the coil 31 is formed flat, for example, so that the coil surface is parallel to the optical axis, that is, the XZ surface or the YZ surface is the coil surface. Both ends of the coil 31 are connected to the power supply terminal 14 of the control IC 13, respectively.
  • the magnet 32 is attached to the magnet fixing portion 211 of the base 21 at a distance from the coil 31 in the radial direction, and is fixed by adhesion, for example.
  • the magnet 32 is magnetized in the optical axis direction and is arranged so that the magnetic flux crosses the two long sides of the coil 31 in opposite directions. As a result, when the coil 31 is energized, Lorentz forces in the same direction in the optical axis direction are generated on the two long sides.
  • the voice coil motor is composed of the coil 31 and the magnet 32.
  • the yoke 33 is formed of a magnetic material such as an SPC material, and is fixed to the outside of the magnet 32 in the radial direction, for example, by adhesion. In the magnetic circuit formed by the yoke 33 and the magnet 32, the magnetic flux efficiently intersects the coil 31, so that the driving efficiency is improved.
  • the support portion 40 includes an upper elastic support member 41 (first elastic support member) that supports the movable portion 10 on the optical axis direction light receiving side (upper side) with respect to the fixed portion 20, and an optical axis direction imaging side (lower side). ) Includes a lower elastic support member 42 (second elastic support member).
  • the upper elastic support member 41 and the lower elastic support member 42 are made of, for example, titanium copper, nickel copper, stainless steel, or the like.
  • the upper elastic support member 41 is composed of upper springs 41A to 41D having the same structure.
  • the upper springs 41A to 41D are arranged on the coil units 10A to 10B and the upper part of the base 21 so as not to come into contact with each other.
  • the upper springs 41A to 41D are formed, for example, by etching a single sheet metal.
  • the upper springs 41A to 41D each have a base fixing portion 411 fixed to the base 21, a holder fixing portion 412 fixed to the coil board holder 11, and an arm portion 413 connecting the base fixing portion 411 and the holder fixing portion 412, respectively.
  • Two arm portions 413 extend from the base fixing portion 411, and a holder fixing portion 412 is arranged at the other end of the arm portion 413.
  • the arm portion 413 is formed to be curved, and elastically deforms when the movable portion 10 moves in the optical axis direction.
  • the upper springs 41A to 41D each have a jumper wire connecting portion 414 connected to the jumper wires 43A to 43D.
  • the jumper wire connecting portion 414 extends radially inward from the base fixing portion 411 and is arranged.
  • the upper springs 41A to 41D function as a power supply line together with the jumper wires 43A to 43D.
  • the lower elastic support member 42 has the same configuration as the upper elastic support member 41. That is, the lower elastic support member 42 is composed of lower springs 42A to 42D having the same structure.
  • the lower springs 42A to 42D are arranged below the coil units 10A to 10B and the base 21 so as not to come into contact with each other.
  • the lower springs 42A to 42D are formed, for example, by etching a single sheet metal.
  • the lower springs 42A to 42D each have a base fixing portion 421 fixed to the base 21, a holder fixing portion 422 fixed to the coil board holder 11, and an arm portion 423 connecting the base fixing portion 421 and the holder fixing portion 422, respectively.
  • Two arm portions 423 extend from the base fixing portion 421, and a holder fixing portion 422 is arranged at the other end of the arm portion 423.
  • the arm portion 423 is formed to be curved, and elastically deforms when the movable portion 10 moves in the optical axis direction.
  • the lower springs 42A to 42D each have a jumper wire connecting portion 424 connected to the jumper wires 44A to 44D.
  • the jumper wire connecting portion 424 extends radially outward from the base fixing portion 421.
  • the lower springs 42A to 42D function as a signal line together with the jumper wires 44A to 44D.
  • a damper material 61 (see FIG. 7) is appropriately arranged on the arm portions 413 of the upper springs 41A to 41D and the arm portions 423 of the lower springs 42A to 42D.
  • the damper material 61 is arranged in the folded and adjacent portions (the portion D surrounded by the broken line in FIG. 5).
  • the damper material 61 can be easily applied using, for example, a dispenser.
  • an ultraviolet curable silicone gel can be applied.
  • the lens deforming portion 50 has a lens contact member 51 and a connecting member 52.
  • the lens contact member 51 has, for example, a rectangular ring shape and abuts on the liquid lens 71.
  • the lens contact member 51 is fixed to the lens support member 72 by adhesion and indirectly contacts the liquid lens 71.
  • the connecting member 52 is provided corresponding to the coil units 10A to 10D, and connects the lens contact member 51 and each coil unit 10A to 10D (coil substrate holder 11).
  • one end of the connecting member 52 is fixed to the four corners of the lens contact member 51, and the other end is fixed to the connecting member fixing portion 115 of the coil substrate holder 11.
  • the lens contact member 51 presses the liquid lens 71 uniformly or in an inclined state, for example, as the coil units 10A to 10D move toward the light receiving side in the optical axis direction.
  • the posture of the lens contact member 51 is adjusted by the amount of movement of the coil units 10A to 10D. Specifically, at the time of automatic focusing, the amount of movement of the coil units 10A to 10D is controlled to be the same, and the lens contact member 51 uniformly presses the liquid lens 71. As a result, the focal length changes and automatic focusing is performed. Further, at the time of runout correction, the movement amounts of the coil units 10A to 10D are controlled so as to be different, and the lens contact member 51 presses the liquid lens 71 in an inclined state. As a result, the optical axis of the liquid lens 71 is tilted, and runout correction is performed.
  • Each of the four connecting members 52 is formed in a zigzag shape symmetrically with respect to the optical axis direction.
  • the shape of the lens contact member 51 may be any shape as long as the liquid lens 71 can be pressed uniformly or in an inclined state, and may be, for example, a circular ring shape. Further, the shape of the connecting member 52 may be any shape as long as it can absorb the twist of the lens contact member 51 at the time of runout correction.
  • the fixing portion 20 is composed of a base 21 and a base substrate 22.
  • the base 21 is a member having a rectangular shape in a plan view, and has an opening 21a in a region corresponding to the liquid lens 71. Further, the base 21 has a magnet fixing portion 211, a coil unit holding portion 212, an upper spring fixing portion 213, and a lower spring fixing portion 214. These are formed so as to project from the base surface toward the light receiving side in the optical axis direction, and function as ribs for reinforcing the base 21.
  • Two magnet fixing portions 211 are provided on two sides along the X direction and two sides along the Y direction of the peripheral peripheral portion of the base, and the magnet 32 and the yoke 33 are fixed between them.
  • the coil unit holding portions 212 are provided at four locations on the peripheral edge of the opening 21a, and the coil units 10A to 10D are arranged so as to be movable in the optical axis direction between the two adjacent coil unit holding portions 212.
  • the upper spring fixing portions 213 are provided at the four corners of the base, and the base fixing portions 411 of the upper elastic support member 41 are fixed.
  • the lower spring fixing portions 214 are provided at the four corners of the base, and the base fixing portions 421 of the lower elastic support member 42 are fixed.
  • the upper spring fixing portion 213 and the lower spring fixing portion 214 are integrally formed.
  • the base board 22 is a printed wiring board having a main board part 221, an external terminal part 222, an upper spring connection part 223, a lower spring connection part 224, and wiring (not shown) (see FIG. 10).
  • the main substrate portion 221 is formed so as to cover substantially the entire surface of the base 21.
  • the external terminal portion 222 extends from one side of the main board portion 221 and is bent and arranged along one side surface of the base 21.
  • the upper spring connecting portion 223 is arranged so as to be located inside the upper spring fixing portion 213 of the base 21.
  • the lower spring connecting portion 224 is arranged so as to wrap around the upper spring fixing portion 213 and the lower spring fixing portion 214 of the base 21 and extend to the four corners of the base 21 and to be located outside the lower spring fixing portion 214.
  • the wiring includes a power supply line and a signal line from the external terminal portion 222.
  • the conductor pattern of the power feeding line is exposed from the upper spring connecting portion 223 and is electrically connected to the upper springs 41A to 41D via the jumper wires 43A to 43D.
  • the conductor pattern of the signal line is exposed from the lower spring connecting portion 224 and is electrically connected to the lower springs 42A to 42D via the jumper wires 44A to 44D.
  • wiring or the like may be integrally formed in the base 21 by insert molding.
  • FIG. 11 is a wiring diagram showing an example of a power supply line and a wiring line from the base board 22 (the drive unit that performs drive control) to the control IC 13.
  • I2C Inter-Integrated Circuit
  • the power supply terminal VDD (plus power supply) of the base substrate 22 is controlled by the control ICs 13A and 13D (control IC13 of the coil units 10A and 10D) via the jumper wire 43A and the upper spring 41A.
  • the power supply terminal VSS (minus power supply) of the base board 22 is connected to the power supply terminal VSS of the control ICs 13A and 13C via the jumper wire 43C and the upper spring 41C, and of the control ICs 13B and 13D via the jumper wire 43D and the upper spring 41D. It is connected to the power supply terminal VSS.
  • the signal terminal SDA (data signal) of the base board 22 is connected to the signal terminals SDA of the control ICs 13A and 13D via the jumper wire 44A and the lower spring 42A, and of the control ICs 13B and 13C via the jumper wire 44B and the lower spring 42B. It is connected to the signal terminal SDA.
  • the signal terminal SCL (clock signal) of the base board 22 is connected to the signal terminals SCL of the control ICs 13A and 13C via the jumper wire 44C and the lower spring 42C, and of the control ICs 13B and 13D via the jumper wire 44D and the lower spring 42D. It is connected to the signal terminal SCL.
  • the upper elastic support member 41 (first elastic support member) connects the power supply terminals VDD and VSS of the adjacent coil units 10A to 10D (movable unit) to each other, and the lower elastic support member 42 (first elastic support member 42).
  • the elastic support member (2) connects the signal terminals SDA and SCL of the adjacent coil units 10A to 10D (movable unit) to each other.
  • the upper elastic support member 41 and the lower elastic support member 42 are wired to the base substrate 22 by jumper wires 43A to 43D and 44A to 44D extending from the fixing portion 20 (base substrate 22) to the light receiving side in the optical axis direction. Is electrically connected to.
  • FIG. 12A and 12B are schematic views showing an example of the operation of the lens driving device.
  • FIG. 12A shows a state when automatic focusing is performed
  • FIG. 12B shows a state when runout correction is performed.
  • the coils 31 arranged in the coil units 10A to 10D are energized.
  • a Lorentz force is generated in the coil 31 due to the interaction between the magnetic field of the magnet 32 and the current flowing through the coil 31.
  • the direction of the Lorentz force is a direction (Z direction) orthogonal to the direction of the magnetic field and the direction of the current flowing through the coil 31. Since the magnet 32 is fixed, a reaction force acts on the coil 31. This reaction force becomes the driving force of the voice coil motor, and the coil units 10A to 10D in which the coil 31 is arranged move in the optical axis direction.
  • the energizing currents of the coils 31A to 31D arranged in the coil units 10A to 10D can be independently controlled by the corresponding control ICs 13A to 13D.
  • the energizing currents in the coils 31A to 31D are controlled to the same value.
  • the lens deformed portion 50 is uniformly pressed against the liquid lens 71 (for example, pressure P).
  • the curvature (lens thickness) of the liquid lens 71 changes uniformly, and the focal length changes (see FIG. 12A).
  • focusing can be performed by controlling the energizing currents of the coils 31A to 31D and adjusting the amount of movement of the lens deforming portion 50.
  • the energizing currents in the coils 31A to 31D are controlled to different values. For example, when the coil units 10A to 10D move to the light receiving side in the optical axis direction with different behaviors, the lens deformed portion 50 is pressed against the liquid lens 71 in an inclined state (for example, pressures P1, P2 (> P1)). ). As a result, the optical axis AX of the liquid lens 71 changes (see FIG. 12B). Therefore, the runout correction can be performed by controlling the energizing currents of the coils 31A to 31D and adjusting the posture of the lens deforming portion 50.
  • the focal length of the liquid lens 71 is such that the lens contact member 51 pulls the liquid lens 71 uniformly or in an inclined state as the coil units 10A to 10D move toward the image forming side in the optical axis direction.
  • the distance or optical axis may be adjusted. Further, when performing runout correction, the opposing coil units 10A and 10B, 10C and 10D may be moved in opposite directions to each other.
  • the lens driving device 1 is configured separately from the lens unit 2 having the liquid lens 71, and applies an external force to the liquid lens 71 to change the focal length and the optical axis of the liquid lens 71.
  • the lens driving device 1 includes a fixed portion 20, a movable portion 10 arranged apart from the fixed portion 20, a support portion 40 that supports the movable portion 10 with respect to the fixed portion 20, a coil 31, and a magnet 32. It is composed of a voice coil motor, is connected to a drive unit 30 that moves the movable portion 10 in the optical axis direction with respect to the fixed portion 20, and is connected to the movable portion 10, and moves in the optical axis direction to the liquid lens 71 as the movable portion 10 moves.
  • a lens deforming portion 50 for applying a force is provided.
  • the movable portion 10 has a plurality of coil units 10A to 10D (movable units).
  • the coil 31 is arranged in a plurality of coil units 10A to 10D, and the magnet 32 is arranged in a position corresponding to the coil units 10A to 10D in the fixing portion 20.
  • the drive unit 30 independently drives the plurality of coil units 10A to 10D so that the curvature of the liquid lens changes or the optical axis of the liquid lens changes.
  • the lens drive device 1 is configured separately from the lens unit 2, it is excellent in versatility, and since the drive unit for automatic focusing and runout correction is shared, it is downsized and lightweight. Can be planned.
  • the coil 31 is arranged in the movable portion 10 (coil units 10A to 10D) and the magnet 32 is arranged in the fixed portion 20 (base 21), but the magnet 32 is arranged in the movable portion 10.
  • the coil 31 may be arranged in the movable portion 10.
  • the base substrate 22, the upper elastic support member 41 and the lower elastic support member 42 are electrically connected to the base 21 via jumper wires 43A to 43D and 44A to 44D.
  • Wiring (not shown) may be three-dimensionally formed by insert molding so that the wiring and the upper elastic support member 41 and the lower elastic support member 42 are directly connected.
  • a smartphone M which is a mobile terminal with a camera
  • the present invention processes the camera module and the image information obtained by the camera module. It can be applied to a camera-mounted device having an image processing unit.
  • Camera-mounted devices include information devices and transportation devices.
  • the information device includes, for example, a mobile phone with a camera, a notebook computer, a tablet terminal, a portable game machine, a web camera, and an in-vehicle device with a camera (for example, a back monitor device and a drive recorder device).
  • transportation equipment includes, for example, automobiles.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing an automobile V as a camera-mounted device on which an in-vehicle camera module VC (Vehicle Camera) is mounted.
  • 13A is a front view of the automobile V
  • FIG. 13B is a rear perspective view of the automobile V.
  • the automobile V is equipped with the camera module A described in the embodiment as the in-vehicle camera module VC.
  • the vehicle-mounted camera module VC may be attached to the windshield toward the front or attached to the rear gate toward the rear, for example.
  • This in-vehicle camera module VC is used for a back monitor, a drive recorder, a collision avoidance control, an automatic driving control, and the like.
  • Lens drive device Lens unit 10 Movable part 10A-10D Coil unit (movable unit) 11 Coil board holder 12 Coil board 13 Control IC 20 Fixed part 21 Base 22 Base board 30 Drive part 31, 31A to 31D Coil 32, 32A to 32D Magnet 33, 33A to 33D York 40 Support part 41 Upper elastic support member (first elastic support member) 42 Lower elastic support member (second elastic support member) 50 Lens deformation part 51 Lens contact member 52 Connecting member 60 Cover 71 Liquid lens 72 Lens support member M Smartphone A Camera module

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Abstract

汎用性に優れ、小型化及び軽量化に適したレンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供する。　レンズ駆動装置は、液体レンズを有するレンズユニットと別体で構成され、固定部と、固定部と離間して配置される可動部と、固定部に対して可動部を支持する支持部と、コイル及びマグネットからなるボイスコイルモーターで構成され固定部に対して可動部を光軸方向に移動させる駆動部と、可動部に接続され可動部の移動に伴い液体レンズに光軸方向の力を加えるレンズ変形部と、を備える。可動部は、複数の可動ユニットを有し、駆動部は、液体レンズの曲率が変化するように、又は、液体レンズの光軸が変化するように、複数の可動ユニットを独立して駆動させる。

Description

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置
　本発明は、液体レンズ用のレンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置に関する。
　一般に、スマートフォン等の携帯端末には、小型のカメラモジュールが搭載されている。このようなカメラモジュールには、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うオートフォーカス機能（以下「ＡＦ機能」と称する、ＡＦ：Auto Focus）及び撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して画像の乱れを軽減する振れ補正機能（以下「ＯＩＳ機能」と称する、ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を有するレンズ駆動装置が適用される（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に開示のレンズ駆動装置は、レンズユニットを光軸方向に移動させるためのオートフォーカス用駆動部（以下「ＡＦ用駆動部」と称する）と、レンズユニットを光軸方向に直交する平面内で揺動させるための振れ補正用駆動部（以下「ＯＩＳ用駆動部」と称する）と、を備えており、ＡＦ用駆動部及びＯＩＳ用駆動部に、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）が適用されている。
　また、特許文献２には、透明な容器に液体が封入された液体レンズを変形させることにより、焦点距離及び光軸を変化させるレンズ装置が開示されている。例えば、液体レンズの周縁部に、リング状の変形部材を均一に押し付けると、液体レンズの曲率が変化して焦点距離が変化し、変形部材を傾斜した状態で押し付けると、光軸が変化する。これにより、ピント合わせ及び振れ補正を行うことができる。
　特許文献２に開示のレンズ装置では、同じレンズ駆動部（アクチュエーター）によりピント合わせ及び振れ補正が行われるので、特許文献１のようにレンズユニットを光軸方向及び光軸直交方向に移動させる方式に比較して、駆動に係る構造を簡素化することができ、小型化及び軽量化に好適である。
特開２０１３－２１０５５０号公報 特許第６４９８１８８号公報
　しかしながら、特許文献２に開示のレンズ装置では、液体レンズを有するレンズユニットにレンズ駆動部の一部（例えば、ＶＣＭのコイル又はマグネット）が組み込まれている。そのため、小型化を図るにはレンズユニットとレンズ駆動部の両方を考慮して設計する必要があり、設計の自由度が低い。また、レンズユニットの破損などの不具合が生じた場合、レンズ駆動部を含むレンズユニット一式を修理／交換することになり、汎用性に乏しい。
　本発明の目的は、汎用性に優れ、小型化及び軽量化に適したレンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。
　本発明に係るレンズ駆動装置は、
　液体レンズを有するレンズユニットと別体で構成され、前記液体レンズに外力を加えて前記液体レンズの焦点距離及び光軸を変化させるレンズ駆動装置であって、
　固定部と、
　前記固定部と離間して配置される可動部と、
　前記固定部に対して前記可動部を支持する支持部と、
　コイル及びマグネットからなるボイスコイルモーターで構成され、前記固定部に対して前記可動部を光軸方向に移動させる駆動部と、
　前記可動部に接続され、前記可動部の移動に伴い前記液体レンズに光軸方向の力を加えるレンズ変形部と、を備え、
　前記可動部は、複数の可動ユニットを有し、
　前記コイル及び前記マグネットのうちのいずれか一方は、複数の前記可動ユニットに配置され、
　前記コイル及び前記マグネットのうちのいずれか他方は、前記固定部における前記可動ユニットに対応する位置に配置され、
　前記駆動部は、前記液体レンズの曲率が変化するように、又は、前記液体レンズの光軸が変化するように、複数の前記可動ユニットを独立して駆動させる。
　本発明に係るカメラモジュールは、
　上記のレンズ駆動装置と、
　前記レンズユニットと、
　前記レンズユニットにより結像された被写体像を撮像する撮像部と、
　を備える。
　本発明に係るカメラ搭載装置は、
　情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
　上記のカメラモジュールと、
　前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、を備える。
　本発明によれば、汎用性に優れ、小型化及び軽量化に適したレンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することができる。
図１Ａ、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンを示す図である。 図２は、カメラモジュールの外観斜視図である。 図３は、レンズ駆動装置の斜視図である。 図４は、レンズ駆動装置の本体部の分解斜視図である。 図５は、レンズ駆動装置の本体部の分解斜視図である。 図６は、レンズ駆動装置の本体部の分解斜視図である。 図７は、レンズ駆動装置の本体部を、光軸方向受光側から見た平面図である。 図８Ａ、図８Ｂは、コイルユニットの斜視図である。 図９Ａ、図９Ｂは、コイルユニットの斜視図である。 図１０は、ベース基板の配置を示す平面図である。 図１１は、ベース基板から制御ＩＣへの給電ライン及び配線ラインを示す配線図である。 図１２Ａ、図１２Ｂは、レンズ駆動装置の動作の一例を示す模式図である。 図１３Ａ、図１３Ｂは、車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１Ａ、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１ＢはスマートフォンＭの背面図である。
　スマートフォンＭは、例えば背面カメラＯＣ１、ＯＣ２として、カメラモジュールＡを搭載する。カメラモジュールＡは、ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して像ぶれのない画像を撮影することができる。
　図２は、カメラモジュールＡの外観斜視図である。図３は、レンズ駆動装置１の斜視図である。図３では、レンズ駆動装置１の本体部１０～５０からカバー６０を取り外した状態を示している。図２、図３に示すよう、本実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。
　カメラモジュールＡは、スマートフォンＭで実際に撮影が行われる場合に、Ｘ方向が上下方向（又は左右方向）、Ｙ方向が左右方向（又は上下方向）、Ｚ方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Ｚ方向が光軸方向であり、図中上側が光軸方向受光側、下側が光軸方向結像側である。また、Ｚ軸に直交するＸ方向及びＹ方向を「光軸直交方向」と称し、ＸＹ面を「光軸直交面」と称する。
　図２、図３に示すように、カメラモジュールＡは、ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を実現するレンズ駆動装置１、レンズユニット２、及びレンズユニット２により結像された被写体像を撮像する撮像部（図示略）等を備える。
　レンズ駆動装置１は、レンズユニット２と別体で構成され、自動ピント合わせ又は振れ補正を行う際に、レンズユニット２の液体レンズ７１（図１２Ａ等参照）に外力を加えて、焦点距離又は光軸を変化させる。
　レンズユニット２は、透明な容器に液体が封入された液体レンズ７１（図１２Ａ等参照）を有する。液体レンズ７１は、光軸方向の力（圧縮力又は引張力）により変形し、焦点距離及び光軸が変化する。なお、液体レンズ７１は、外力によって変形するレンズであればよく、ゲル状のレンズであってもよい。液体レンズ７１の光軸方向結像側の面には、例えば、リング状のレンズ支持部材７２（図１２Ａ等参照）が接着される。液体レンズ７１の構成は公知であるので、詳細な説明は省略する（例えば、特許文献２参照）。
　カバー６０は、光軸方向から見た平面視で矩形状（例えば、正方形状）を有する有蓋四角筒体である。カバー６０は、例えば、中央部が光軸方向受光側に概略円筒形状に突出した２段絞り形状を有する。カバー６０の上部端面６０１に、レンズユニット２が配置される。また、カバー６０の側面６０２には、接着剤注入口６０３が設けられている。カバー６０は、本体部１０～５０を覆うように配置され、例えば、カバー６０の側面６０２とヨーク３３（図６参照）が接着されることで、固定される。
　撮像部（図示略）は、レンズ駆動装置１の光軸方向結像側に配置される。撮像部（図示略）は、例えば、イメージセンサー基板及びイメージセンサー基板に実装される撮像素子を有する。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（charge-coupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサー等により構成される。撮像素子は、レンズユニット２により結像された被写体像を撮像する。レンズ駆動装置１は、イメージセンサー基板（図示略）に搭載され、機械的かつ電気的に接続される。レンズ駆動装置１の駆動制御を行う制御部は、イメージセンサー基板に設けられてもよいし、カメラモジュールＡが搭載されるカメラ搭載機器（本実施の形態では、スマートフォンＭ）に設けられてもよい。制御部からの制御信号によって、コイル３１における通電電流が制御される。
　図４～図６は、レンズ駆動装置１の本体部１０～５０の分解斜視図である。図５では、図４における可動部１０と支持部４０を分解した状態を示している。図６では、図４における固定部２０を分解した状態を示している。図７は、レンズ駆動装置１の本体部１０～５０を、光軸方向受光側から見た平面図である。
　図４～図７に示すように、本実施の形態において、レンズ駆動装置１は、可動部１０、固定部２０、駆動部３０、支持部４０及びレンズ変形部５０等を備える。
　可動部１０は、自動ピント合わせ時及び振れ補正時に光軸方向に移動する部分である。固定部２０は、支持部４０を介して可動部１０を支持する部分である。可動部１０は、固定部２０に対して径方向に離間して配置され、支持部４０によって固定部２０と連結される。駆動部３０は、コイル３１及びマグネット３２からなるボイスコイルモーターで構成される。
　本実施の形態では、可動部１０にコイル３１が配置され、固定部２０にマグネット３２が配置されている。すなわち、レンズ駆動装置１には、ムービングコイル方式が採用されている。可動部１０にマグネット３２を配置するムービングマグネット方式に比較して、可動部１０が軽くなり、駆動力（コイル３１に生じるローレンツ力）が同じであっても可動部１０の移動量が大きくなる（液体レンズ７１に加わる圧力が大きくなる）ので、省電力化を図ることができる。
　可動部１０は、光軸方向から見た平面視で矩形状を呈するように配置された第１～第４のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄ（可動ユニット）で構成される。具体的には、第１、第２のコイルユニット１０Ａ、１０Ｂは、Ｘ方向に対向して配置され、第３、第４のコイルユニット１０Ｃ、１０Ｄは、Ｙ方向に対向して配置されている。
　第１～第４のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄは、それぞれ、コイル基板ホルダー１１、コイル基板１２及び制御ＩＣ１３を有する（図８Ａ等参照）。図９Ａ、図９Ｂは、図８Ａ、図８ＢをＺ軸周りに１８０°回転した状態を示している。
　コイル基板ホルダー１１は、コイル基板１２を保持する部材である。コイル基板ホルダー１１は、上側弾性支持部材４１が取り付けられる上バネ固定部１１１、下側弾性支持部材４２が取り付けられる下バネ固定部１１２、制御ＩＣ１３を収容するＩＣ収容部１１３、コイル基板１２を保持する基板保持部１１４、レンズ変形部５０が取り付けられる連結部材固定部１１５、及びベース２１に係合するベース係合部１１６を有する。
　コイル基板１２は、略矩形状を有するプリント配線基板であり、例えば、導体層及び絶縁層（図示略）からなる単位層が複数積層された多層プリント配線板で構成される。コイル基板１２は、コイル３１、電源端子１４、信号端子１５及び配線（図示略）を有する。コイル基板１２には、制御ＩＣ１３が実装されている。
　本実施の形態では、コイル基板１２に、コイル３１、電源端子１４、信号端子１５及び配線を含む導体パターンが一体的に作り込まれている。配線は、電源端子１４と制御ＩＣ１３を接続する給電ライン、信号端子１５と制御ＩＣ１３を接続する信号ラインを含む。電源端子１４は、上側弾性支持部材４１に半田付けされ、物理的かつ電気的に接続される。信号端子１５は、下側弾性支持部材４２に半田付けされ、物理的かつ電気的に接続される。コイル基板１２は、例えば、コイル基板１２の長手方向における両端部１２１が基板保持部１１４に係合するようにコイル基板ホルダー１１に嵌め込まれ、接着により固定される。制御ＩＣ１３は、コイル基板ホルダー１１のＩＣ収容部１１３に収容される。
　また、制御ＩＣ１３は、ホール効果を利用して磁界の変化を検出するホール素子（図示略）を内蔵している。コイルユニット１０Ａ～１０Ｄが光軸方向に移動すると、マグネット３２Ａ～３２Ｄによる磁界が変化する。この磁界の変化をホール素子で検出することにより、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの光軸方向における位置が検出される。コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量に比例した磁束がホール素子の検出面を交差するように、ホール素子及びマグネット３２Ａ～３２Ｄのレイアウトを設計することで、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量に比例したホール出力を得ることができる。なお、固定部２０に、マグネット３２Ａ～３２Ｄとは別に、位置検出用のマグネットを配置してもよい。
　制御ＩＣ１３は、内蔵されているホール素子による検出結果（ホール出力）と上側弾性支持部材４１を介して受信した制御信号に基づいて、対応するコイル３１Ａ～３１Ｄの通電電流を制御する。
　なお、電源端子１４が下側弾性支持部材４２に接続され、信号端子１５が上側弾性支持部材４１に接続されるようにしてもよい。
　以下において、第１～第４のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄのコイル基板１２に配置されているコイル３１を区別する場合には、「コイル３１Ａ～３１Ｄ」と称する。また、コイル３１Ａ～３１Ｄに対応するマグネット３２及びヨーク３３を「マグネット３２Ａ～３２Ｄ」及び「ヨーク３３Ａ～３３Ｄ」と称する。
　駆動部３０は、コイル３１、マグネット３２及びヨーク３３を有する。
　コイル３１は、自動ピント合わせ時及び振れ補正時に通電される空芯コイルであり、コイル基板１２に形成される。コイル３１は、例えば、コイル面が光軸と平行になるように、すなわち、ＸＺ面又はＹＺ面がコイル面となるように、扁平形に形成される。コイル３１の両端は、それぞれ、制御ＩＣ１３の電源端子１４に接続される。
　マグネット３２は、コイル３１に対して径方向に離間して、ベース２１のマグネット固定部２１１に取り付けられ、例えば、接着により固定される。マグネット３２は、光軸方向に着磁され、コイル３１の２つの長辺部を逆向きに磁束が横切るように、配置される。これにより、コイル３１に通電が行われたとき、２つの長辺部には光軸方向に同じ向きのローレンツ力が発生する。このように、本実施の形態では、コイル３１及びマグネット３２によって、ボイスコイルモーターが構成されている。
　ヨーク３３は、ＳＰＣ材等の磁性材料で形成され、マグネット３２の径方向外側に、例えば、接着により固定される。ヨーク３３及びマグネット３２により形成される磁気回路においては、コイル３１を効率よく磁束が交差するので、駆動効率が向上する。
　支持部４０は、固定部２０に対して可動部１０を光軸方向受光側（上側）で支持する上側弾性支持部材４１（第１の弾性支持部材）、及び光軸方向結像側（下側）で支持する下側弾性支持部材４２（第２の弾性支持部材）を含む。上側弾性支持部材４１及び下側弾性支持部材４２は、例えば、チタン銅、ニッケル銅、ステンレス等で形成される。
　上側弾性支持部材４１は、同じ構造の上バネ４１Ａ～４１Ｄで構成される。
　上バネ４１Ａ～４１Ｄは、コイルユニット１０Ａ～１０Ｂ及びベース２１の上部に、互いに接触しないように配置される。上バネ４１Ａ～４１Ｄは、例えば一枚の板金をエッチング加工することにより形成される。
　上バネ４１Ａ～４１Ｄは、それぞれ、ベース２１に固定されるベース固定部４１１、コイル基板ホルダー１１に固定されるホルダー固定部４１２、及びベース固定部４１１とホルダー固定部４１２を連結するアーム部４１３を有する。ベース固定部４１１から２本のアーム部４１３が延在し、アーム部４１３の他端にホルダー固定部４１２が配置されている。アーム部４１３は、湾曲して形成され、可動部１０が光軸方向に移動するときに弾性変形する。
　また、上バネ４１Ａ～４１Ｄは、それぞれ、ジャンパー線４３Ａ～４３Ｄに接続されるジャンパー線接続部４１４を有する。ジャンパー線接続部４１４は、ベース固定部４１１から径方向内側に延在して配置されている。上バネ４１Ａ～４１Ｄは、ジャンパー線４３Ａ～４３Ｄとともに、給電ラインとして機能する。
　下側弾性支持部材４２は、上側弾性支持部材４１と同様の構成を有する。すなわち、下側弾性支持部材４２は、同じ構造の下バネ４２Ａ～４２Ｄで構成される。
　下バネ４２Ａ～４２Ｄは、コイルユニット１０Ａ～１０Ｂ及びベース２１の下部に、互いに接触しないように配置される。下バネ４２Ａ～４２Ｄは、例えば一枚の板金をエッチング加工することにより形成される。
　下バネ４２Ａ～４２Ｄは、それぞれ、ベース２１に固定されるベース固定部４２１、コイル基板ホルダー１１に固定されるホルダー固定部４２２、及びベース固定部４２１とホルダー固定部４２２を連結するアーム部４２３を有する。ベース固定部４２１から２本のアーム部４２３が延在し、アーム部４２３の他端にホルダー固定部４２２が配置されている。アーム部４２３は、湾曲して形成され、可動部１０が光軸方向に移動するときに弾性変形する。
　また、下バネ４２Ａ～４２Ｄは、それぞれ、ジャンパー線４４Ａ～４４Ｄに接続されるジャンパー線接続部４２４を有する。ジャンパー線接続部４２４は、ベース固定部４２１から径方向外側に延在して配置されている。下バネ４２Ａ～４２Ｄは、ジャンパー線４４Ａ～４４Ｄとともに、信号ラインとして機能する。
　上バネ４１Ａ～４１Ｄのアーム部４１３及び下バネ４２Ａ～４２Ｄのアーム部４２３には、適宜、ダンパー材６１（図７参照）が配置される。例えば、アーム部４１３、４２３のそれぞれにおいて、折り返されて隣接している部分（図５の破線で囲まれた部分Ｄ）に、ダンパー材６１が配置される。ダンパー材６１を配置することにより、不要共振（高次の共振モード）の発生が抑制されるので、動作の安定性を確保することができる。ダンパー材６１は、例えば、ディスペンサーを使用して容易に塗布することができる。ダンパー材６１としては、例えば、紫外線硬化性のシリコーンゲルを適用できる。
　レンズ変形部５０は、レンズ当接部材５１及び連結部材５２を有する。
　レンズ当接部材５１は、例えば、矩形リング状を有し、液体レンズ７１に当接する。本実施の形態では、レンズ当接部材５１は、レンズ支持部材７２に接着により固定されており、間接的に液体レンズ７１に当接する。連結部材５２は、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄに対応して設けられ、レンズ当接部材５１と、各コイルユニット１０Ａ～１０Ｄ（コイル基板ホルダー１１）を連結する。連結部材５２は、例えば、レンズ当接部材５１の四隅に一端が固定され、コイル基板ホルダー１１の連結部材固定部１１５に他端が固定される。
　レンズ当接部材５１は、例えば、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの光軸方向受光側への移動に伴い、液体レンズ７１を、均一に、又は、傾斜した状態で押圧する。レンズ当接部材５１の姿勢は、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量によって調整される。具体的には、自動ピント合わせ時には、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量が同じに制御され、レンズ当接部材５１は液体レンズ７１を均一に押圧する。これにより、焦点距離が変化し、自動ピント合わせが行われる。また、振れ補正時には、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量が異なるように制御され、レンズ当接部材５１は液体レンズ７１を傾斜した状態で押圧する。これにより、液体レンズ７１の光軸が傾斜し、振れ補正が行われる。
　４つの連結部材５２は、それぞれ、光軸方向に関して対称に、つづら折り状に形成されている。これにより、振れ補正時にコイルユニット１０Ａ～１０Ｄの移動量が異なっていても、レンズ当接部材５１の捻れが吸収されるので、液体レンズ７１に対するレンズ当接部材５１の平行度（チルト特性）、すなわち、液体レンズ７１に対するレンズ当接部材５１の当接状態は保持される。
　なお、レンズ当接部材５１の形状は、液体レンズ７１を均一に、又は傾斜した状態で押圧可能な形状であればよく、例えば、円形リング状であってもよい。また、連結部材５２の形状は、振れ補正時のレンズ当接部材５１の捻れを吸収できる形状であればよい。
　固定部２０は、ベース２１及びベース基板２２で構成される。
　ベース２１は、平面視で矩形状の部材であり、液体レンズ７１に対応する領域に開口２１ａを有する。また、ベース２１は、マグネット固定部２１１、コイルユニット保持部２１２、上バネ固定部２１３、及び下バネ固定部２１４を有する。これらは、ベース面から光軸方向受光側に突出して形成されており、ベース２１を補強するリブとして機能する。
　マグネット固定部２１１は、ベース周縁部のＸ方向に沿う２辺及びＹ方向に沿う２辺に、それぞれ２つ設けられており、これらの間に、マグネット３２及びヨーク３３が固定される。
　コイルユニット保持部２１２は、開口２１ａの周縁部の４箇所に設けられており、隣り合う２つのコイルユニット保持部２１２の間に、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄが、光軸方向に移動可能に配置される。
　上バネ固定部２１３は、ベースの４隅に設けられており、上側弾性支持部材４１のベース固定部４１１が固定される。
　下バネ固定部２１４は、ベースの４隅に設けられており、下側弾性支持部材４２のベース固定部４２１が固定される。本実施の形態では、上バネ固定部２１３及び下バネ固定部２１４は一体的に形成されている。
　ベース基板２２は、主基板部２２１、外部端子部２２２、上バネ接続部２２３、下バネ接続部２２４、及び配線（図示略）を有するプリント配線基板である（図１０参照）。主基板部２２１は、ベース２１のほぼ全面を覆うように形成される。外部端子部２２２は、主基板部２２１の一辺から延在し、ベース２１の一側面に沿って屈曲して配置される。上バネ接続部２２３は、ベース２１の上バネ固定部２１３の内側に位置するように配置される。下バネ接続部２２４は、ベース２１の上バネ固定部２１３及び下バネ固定部２１４を回り込んでベース２１の四隅まで延在し、下バネ固定部２１４の外側に位置するように配置される。配線は、外部端子部２２２からの給電ライン及び信号ラインを含む。給電ラインの導体パターンは、上バネ接続部２２３から露出し、ジャンパー線４３Ａ～４３Ｄを介して、上バネ４１Ａ～４１Ｄと電気的に接続される。信号ラインの導体パターンは、下バネ接続部２２４から露出し、ジャンパー線４４Ａ～４４Ｄを介して、下バネ４２Ａ～４２Ｄと電気的に接続される。なお、ベース２１に、配線等をインサート成形により一体的に作り込んでもよい。
　図１１は、ベース基板２２（駆動制御を行う駆動部）から制御ＩＣ１３への給電ライン及び配線ラインの一例を示す配線図である。本実施の形態では、制御ＩＣ１３と制御部との通信には、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）通信が適用されている。
　図１１に示すように、レンズ駆動装置１において、ベース基板２２の電源端子ＶＤＤ（プラス電源）は、ジャンパー線４３Ａ及び上バネ４１Ａを介して制御ＩＣ１３Ａ、１３Ｄ（コイルユニット１０Ａ、１０Ｄの制御ＩＣ１３）の電源端子ＶＤＤに接続され、ジャンパー線４３Ｂ及び上バネ４１Ｂを介して制御ＩＣ１３Ｂ、１３Ｃ（コイルユニット１０Ｂ、１０Ｃの制御ＩＣ１３）の電源端子ＶＤＤに接続される。
　ベース基板２２の電源端子ＶＳＳ（マイナス電源）は、ジャンパー線４３Ｃ及び上バネ４１Ｃを介して制御ＩＣ１３Ａ、１３Ｃの電源端子ＶＳＳに接続され、ジャンパー線４３Ｄ及び上バネ４１Ｄを介して制御ＩＣ１３Ｂ、１３Ｄの電源端子ＶＳＳに接続される。
　ベース基板２２の信号端子ＳＤＡ（データ信号）は、ジャンパー線４４Ａ及び下バネ４２Ａを介して制御ＩＣ１３Ａ、１３Ｄの信号端子ＳＤＡに接続され、ジャンパー線４４Ｂ及び下バネ４２Ｂを介して制御ＩＣ１３Ｂ、１３Ｃの信号端子ＳＤＡに接続される。
　ベース基板２２の信号端子ＳＣＬ（クロック信号）は、ジャンパー線４４Ｃ及び下バネ４２Ｃを介して制御ＩＣ１３Ａ、１３Ｃの信号端子ＳＣＬに接続され、ジャンパー線４４Ｄ及び下バネ４２Ｄを介して制御ＩＣ１３Ｂ、１３Ｄの信号端子ＳＣＬに接続される。
　このように、上側弾性支持部材４１（第１の弾性支持部材）は、隣接するコイルユニット１０Ａ～１０Ｄ（可動ユニット）の電源端子ＶＤＤ、ＶＳＳ同士を接続し、下側弾性支持部剤４２（第２の弾性支持部材）は、隣接するコイルユニット１０Ａ～１０Ｄ（可動ユニット）の信号端子ＳＤＡ、ＳＣＬ同士を接続している。
　また、上側弾性支持部材４１及び下側弾性支持部材４２は、固定部２０（ベース基板２２）から光軸方向受光側に延在するジャンパー線４３Ａ～４３Ｄ、４４Ａ～４４Ｄにより、ベース基板２２の配線と電気的に接続されている。
　図１２Ａ、図１２Ｂは、レンズ駆動装置の動作の一例を示す模式図である。図１２Ａは、自動ピント合わせを行うときの状態を示し、図１２Ｂは、振れ補正を行うときの状態を示している。
　レンズ駆動装置１において自動ピント合わせ及び振れ補正を行う場合には、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄに配置されているコイル３１への通電が行われる。コイル３１に通電すると、マグネット３２の磁界とコイル３１に流れる電流との相互作用により、コイル３１にローレンツ力が生じる。ローレンツ力の方向は、磁界の方向とコイル３１に流れる電流の方向に直交する方向（Ｚ方向）である。マグネット３２は固定されているので、コイル３１に反力が働く。この反力がボイスコイルモーターの駆動力となり、コイル３１が配置されているコイルユニット１０Ａ～１０Ｄが光軸方向に移動する。
　本実施の形態では、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄに配置されているコイル３１Ａ～３１Ｄの通電電流は、対応する制御ＩＣ１３Ａ～１３Ｄにより、独立して制御可能となっている。
　自動ピント合わせを行う場合、コイル３１Ａ～３１Ｄにおける通電電流は、同じ値に制御される。例えば、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄが同じ挙動で光軸方向受光側に移動すると、液体レンズ７１に対して、レンズ変形部５０が均一に押圧される（例えば、圧力Ｐ）。これにより、液体レンズ７１の曲率（レンズ厚）が一様に変化し、焦点距離が変化する（図１２Ａ参照）。したがって、コイル３１Ａ～３１Ｄの通電電流を制御して、レンズ変形部５０の移動量を調整することで、ピント合わせを行うことができる。
　振れ補正を行う場合、コイル３１Ａ～３１Ｄにおける通電電流は、異なる値に制御される。例えば、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄが異なる挙動で光軸方向受光側に移動すると、液体レンズ７１に対して、レンズ変形部５０が傾斜した状態で押圧される（例えば、圧力Ｐ１、Ｐ２（＞Ｐ１））。これにより、液体レンズ７１の光軸ＡＸが変化する（図１２Ｂ参照）。したがって、コイル３１Ａ～３１Ｄの通電電流を制御して、レンズ変形部５０の姿勢を調整することで、振れ補正を行うことができる。
　なお、コイルユニット１０Ａ～１０Ｄの光軸方向結像側への移動に伴い、レンズ当接部材５１が液体レンズ７１を、均一に、又は、傾斜した状態で引っ張るようにして、液体レンズ７１の焦点距離又は光軸が調整されてもよい。また、振れ補正を行う場合は、対向するコイルユニット１０Ａと１０Ｂ、１０Ｃと１０Ｄを、互いに逆向きに移動させてもよい。
　このように、レンズ駆動装置１は、液体レンズ７１を有するレンズユニット２と別体で構成され、液体レンズ７１に外力を加えて液体レンズ７１の焦点距離及び光軸を変化させる。レンズ駆動装置１は、固定部２０と、固定部２０と離間して配置される可動部１０と、固定部２０に対して可動部１０を支持する支持部４０と、コイル３１及びマグネット３２からなるボイスコイルモーターで構成され、固定部２０に対して可動部１０を光軸方向に移動させる駆動部３０と、可動部１０に接続され、可動部１０の移動に伴い液体レンズ７１に光軸方向の力（圧縮力又は引張力）を加えるレンズ変形部５０と、を備える。可動部１０は、複数のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄ（可動ユニット）を有する。コイル３１は、複数のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄに配置され、マグネット３２は、固定部２０におけるコイルユニット１０Ａ～１０Ｄに対応する位置に配置される。駆動部３０は、前記液体レンズの曲率が変化するように、又は、前記液体レンズの光軸が変化するように、複数のコイルユニット１０Ａ～１０Ｄを独立して駆動させる。
　レンズ駆動装置１は、レンズユニット２と別体で構成されているので、汎用性に優れ、また、自動ピント合わせ用及び振れ補正用の駆動部が共通化されているので、小型化及び軽量化を図ることができる。
　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
　例えば、実施の形態では、コイル３１が可動部１０（コイルユニット１０Ａ～１０Ｄ）に配置され、マグネット３２が固定部２０（ベース２１）に配置されているが、マグネット３２が可動部１０に配置され、コイル３１が可動部１０に配置されてもよい。
　また、実施の形態では、ジャンパー線４３Ａ～４３Ｄ、４４Ａ～４４Ｄを介してベース基板２２と上側弾性支持部材４１及び下側弾性支持部材４２が電気的に接続されているが、ベース２１に、例えばインサート成形により配線（図示略）を立体的に形成し、配線と上側弾性支持部材４１及び下側弾性支持部材４２とが直接接続されるようにしてもよい。
　実施の形態では、カメラモジュールＡを備えるカメラ搭載装置の一例として、カメラ付き携帯端末であるスマートフォンＭを挙げて説明したが、本発明は、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部を有するカメラ搭載装置に適用できる。カメラ搭載装置は、情報機器及び輸送機器を含む。情報機器は、例えば、カメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、ｗｅｂカメラ、カメラ付き車載装置（例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置）を含む。また、輸送機器は、例えば自動車を含む。
　図１３Ａ、図１３Ｂは、車載用カメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Ｖを示す図である。図１３Ａは自動車Ｖの正面図であり、図１３Ｂは自動車Ｖの後方斜視図である。自動車Ｖは、車載用カメラモジュールＶＣとして、実施の形態で説明したカメラモジュールＡを搭載する。図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、車載用カメラモジュールＶＣは、例えば前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。この車載用カメラモジュールＶＣは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　２０１９年５月２２日出願の特願２０１９－０９６１９７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　１　レンズ駆動装置
　２　レンズユニット
　１０　可動部
　１０Ａ～１０Ｄ　コイルユニット（可動ユニット）
　１１　コイル基板ホルダー
　１２　コイル基板
　１３　制御ＩＣ
　２０　固定部
　２１　ベース
　２２　ベース基板
　３０　駆動部
　３１、３１Ａ～３１Ｄ　コイル
　３２、３２Ａ～３２Ｄ　マグネット
　３３、３３Ａ～３３Ｄ　ヨーク
　４０　支持部
　４１　上側弾性支持部材（第１の弾性支持部材）
　４２　下側弾性支持部材（第２の弾性支持部材）
　５０　レンズ変形部
　５１　レンズ当接部材
　５２　連結部材
　６０　カバー
　７１　液体レンズ
　７２　レンズ支持部材
　Ｍ　スマートフォン
　Ａ　カメラモジュール

Claims (8)

  1. 　液体レンズを有するレンズユニットと別体で構成され、前記液体レンズに外力を加えて前記液体レンズの焦点距離及び光軸を変化させるレンズ駆動装置であって、
    　固定部と、
    　前記固定部と離間して配置される可動部と、
    　前記固定部に対して前記可動部を支持する支持部と、
    　コイル及びマグネットからなるボイスコイルモーターで構成され、前記固定部に対して前記可動部を光軸方向に移動させる駆動部と、
    　前記可動部に接続され、前記可動部の移動に伴い前記液体レンズに光軸方向の力を加えるレンズ変形部と、を備え、
    　前記可動部は、複数の可動ユニットを有し、
    　前記コイル及び前記マグネットのうちのいずれか一方は、複数の前記可動ユニットに配置され、
    　前記コイル及び前記マグネットのうちのいずれか他方は、前記固定部における前記可動ユニットに対応する位置に配置され、
    　前記駆動部は、前記液体レンズの曲率が変化するように、又は、前記液体レンズの光軸が変化するように、複数の前記可動ユニットを独立して駆動させる、
    　レンズ駆動装置。
  2. 　前記コイルが複数の前記可動ユニットに配置され、
    　前記マグネットが前記固定部に配置される、
    　請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  3. 　前記支持部は、前記可動部と前記固定部を弾性的に接続する弾性支持部材を有し、
    　前記弾性支持部材は、前記固定部に配置された配線と電気的に接続され、少なくとも前記コイルに給電するための給電ラインとして機能する、
    　請求項２に記載のレンズ駆動装置。
  4. 　複数の前記可動ユニットは、それぞれ、前記コイルへの通電を制御する制御ＩＣを有し、
    　前記弾性支持部材は、前記制御ＩＣの電源端子と電気的に接続される第１の弾性支持部材と、前記制御ＩＣの信号端子と電気的に接続される第２の弾性支持部材を含む、
    　請求項３に記載のレンズ駆動装置。
  5. 　前記第１の弾性支持部材は、隣接する前記可動ユニットの前記電源端子同士を接続し、
    　前記第２の弾性支持部材は、隣接する前記可動ユニットの前記信号端子同士を接続する、
    　請求項４に記載のレンズ駆動装置。
  6. 　前記弾性支持部材は、前記固定部から光軸方向受光側に延在するジャンパー線により、前記配線と電気的に接続される、請求項３から５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    　前記レンズユニットと、
    　前記レンズユニットにより結像された被写体像を撮像する撮像部と、
    　を備える、カメラモジュール。
  8. 　情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    　請求項７に記載のカメラモジュールと、
    　前記カメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部と、
    　を備える、カメラ搭載装置。
     
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