説明

駆動装置、画像取得装置、及び電子機器

【課題】何らかの要因によって駆動力が低下し得る場合であっても、所望の動作条件で移動対象物を変位させること。
【解決手段】駆動装置は、ピエゾ素子50と、ピエゾ素子50で生じる振動を受ける伝達軸51と、ピエゾ素子50の駆動に応じて、伝達軸51の長手方向に対して平行な軸線に沿って変位するレンズホルダ31と、レンズホルダ31を少なくとも部分的に外囲する筐体20と、レンズホルダ31及び筐体20の少なくとも一方に設けられると共に、ピエゾ素子50の駆動時、レンズホルダ31が当該レンズホルダ31の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止するレール受け部35と、を備え、レール受け部35は、レンズホルダ31の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、レンズホルダ31の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は駆動装置に関し、特に圧電素子の駆動に応じて移動対象物を変位させる駆動装置に関する。本発明は、この駆動装置を含む画像取得装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、カメラは、多種多様な製品に組み込まれている。携帯電話、ノートパソコン等といった小型な電子機器にカメラを実装する場合、カメラ自体の小型化も強く要求される。
【0003】
カメラ内にはオートフォーカスレンズが組み込まれる場合がある。この場合、レンズを変位させるアクチュエータの小型化が強く望まれている。小型なアクチュエータとしては、圧電素子を駆動することで移動対象物を変位させるものが知られている。
【0004】
特許文献1には、固定側部材から圧電素子が離間した状態で、圧電素子および駆動軸が移動対象物に対して同調して移動する駆動装置で開示されている。これによって、固定側部材の共振を考慮せずに、圧電素子に印加される駆動波形の周波数を簡易に設定することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許4372206号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1の場合、レンズホルダを安定に変位させるため、レンズホルダと筐体との間にガイド機構を設けている。例えば、特許文献1に開示されているように、レンズホルダに対してレール受け部を設け、筐体に対してレールを設け、レール受け部とレールとを接触させている(同文献の段落0062参照)。
【0007】
しかしながら、上述のガイド機構を採用する場合、レンズホルダの移動時、レンズホルダと筐体間に摩擦が生じる結果、レンズホルダが円滑に移動することが阻害されてしまうおそれがある。また、この場合、レンズホルダを移動させるために、より大きな駆動力が必要になり得る。従って、何らかの要因(例えば、駆動装置内における共振の影響)によって十分な駆動力が得られない場合、動作条件を満足する形でレンズホルダ31を変位させることが容易ではなくなるおそれがある。
【0008】
上述の説明から明らかなように、何らかの要因によって駆動力が低下し得る場合であっても、所望の動作条件で移動対象物を変位させることが強く望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る駆動装置は、圧電素子と、前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、前記圧電素子の駆動に応じて、前記駆動軸の長手方向に対して平行な軸線に沿って変位する移動対象物と、前記移動対象物を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、前記移動対象物及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、を備え、前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する。
【0010】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部である、と良い。
【0011】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備える、と良い。
【0012】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在する、と良い。
【0013】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されている、と良い。
【0014】
前記柱状部の前記突起部側の面から前記突起部の前記柱状部側の面間の間隔は、前記移動対象物の外周面から前記柱状部の前記突起部側の面間の間隔又は前記外囲器の内周面から前記柱状部の前記突起部側の面間の間隔よりも狭い、と良い。
【0015】
前記圧電素子及び前記駆動軸は、前記移動対象物に対して固定されており、前記圧電素子の上面の位置は、前記移動対象物の上面の位置よりも低い、と良い。
【0016】
側面視すると、前記突起部はリッジ状の部分を有する、と良い。
【0017】
前記移動対象物は、前記駆動軸を固定支持する第1及び第2支持板を前記圧電素子側からこの順で備え、前記回転抑止部は、前記第1支持板の下面の位置と前記第2支持板の上面の位置との間に設けられている、と良い。
【0018】
本発明に係るレンズ駆動装置は、圧電素子と、前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、複数のレンズを保持すると共に、前記圧電素子の駆動に応じて、前記駆動軸の長手方向に対して平行な軸線に沿って変位するレンズ保持体と、
【0019】
前記レンズ保持体を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、前記レンズ保持体及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記レンズ保持体が当該レンズ保持体の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、を備え、前記回転抑止部は、前記レンズ保持体の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記レンズ保持体の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する。
【0020】
本発明に係る画像取得装置は、上述のレンズ駆動装置と、複数の前記レンズを介して入力する像を取得する撮像装置と、を備える。本発明に係る電子機器は、上述の画像取得装置を備える。
【0021】
本実施形態に係る駆動装置は、振動源から伝達する振動に基づいて固定側部材に対して移動対象物を変位させる駆動装置であって、前記移動対象物及び前記固定側部材の少なくとも一方には、前記移動対象物の移動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部が設けられており、当該回転抑止部は、前記移動対象物の前記回転に応じて当該移動対象物と前記固定側部材との間に生じる摩擦を低減するように構成されている。
【0022】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する、と良い。
【0023】
前記回転抑止部は、前記移動対象物又は前記固定側部材と接触する面の少なくとも一部に曲面を有する、と良い。
【0024】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部である、と良い。
【0025】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備える、と良い。
【0026】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在する、と良い。
【0027】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されている、と良い。
【0028】
本実施形態に係る駆動装置は、圧電素子と、前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、前記圧電素子の駆動に応じて前記駆動軸上を摺動する移動対象物と、前記移動対象物を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、前記移動対象物及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、を備え、前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する。
【0029】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部である、と良い。
【0030】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備える、と良い。
【0031】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在する、と良い。
【0032】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されている、と良い。
【発明の効果】
【0033】
本発明によれば、何らかの要因によって駆動力が低下し得る場合であっても、所望の動作条件で移動対象物を変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な分解斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態にかかる構成部品の概略的な斜視図である。
【図3】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な斜視図である。
【図4】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な部分斜視図である。
【図5】本発明の第1実施形態にかかるレンズユニットの概略的な斜視図である。
【図6】本発明の第1実施形態にかかるレンズユニットの概略的な断面構成を示す模式図である。
【図7】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な上面図である。
【図8】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な部分上面図である。
【図9】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な側面構成を示す模式図である。
【図10】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な部分拡大模式図である。
【図11】本発明の第1実施形態にかかるクリアランスの設定を説明するための説明図である。
【図12】本発明の第1実施形態にかかる電極端子の取り付け方法を示す概略的な模式図である。
【図13】本発明の第1実施形態にかかる電極端子の取り付け方法を示す概略的な模式図である。
【図14】本発明の第1実施形態にかかる筐体の概略的な斜視図である。
【図15】本発明の第1実施形態にかかる電極端子が取り付けられた筐体の概略的な斜視図である。
【図16】本発明の第1実施形態にかかる筐体の概略的な断面模式図である。
【図17】本発明の第1実施形態にかかる電極端子が取り付けられた筐体の概略的な断面模式図である。
【図18】本発明の第1実施形態にかかる電極端子が取り付けられた筐体の概略的な背面斜視図である。
【図19】本発明の第1実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な断面模式図である。
【図20】本発明の第1実施形態にかかる携帯電話の概略的な模式図である。
【図21】本発明の第1実施形態にかかる携帯電話の部分的なシステム構成を示す概略的なブロック図である。
【図22】本発明の第1実施形態にかかる駆動方式の説明図である。
【図23】比較例にかかるカメラモジュールの概略的な側面構成を示す模式図である。
【図24】比較例にかかるカメラモジュールの概略的な部分上面模式図である。
【図25】本発明の第2実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な上面模式図である。
【図26】本発明の第3実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な上面模式図である。
【図27】本発明の第4実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な模式図である。
【図28】本発明の第5実施形態にかかるレール受け部の構成を示す模式図である。
【図29】本発明の第6実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。各実施形態は、相互に完全に独立したものではなく、組み合わせをすることが可能である。また、各実施形態の組み合わせに基づく効果も主張可能なものとする。
【0036】
〔第1実施形態〕
図1乃至図4に示すように、カメラモジュール(画像取得装置)100は、配線基板10、イメージセンサ(撮像素子)12、透明基板13、筐体(外囲器)20、レンズユニット(レンズ部品)30、蓋60、及び電極端子(接続端子、端子板)81、82を有する。イメージセンサ12は、撮像領域(画素配置領域)12aを有する。
【0037】
カメラモジュール100は、レンズユニット30が保持するレンズを介して物体側から到来する光束をイメージセンサ12にて受けることで撮像する。カメラモジュール100は、オートフォーカス機能を具備し、該カメラモジュール100にはレンズ駆動装置が内蔵されている。なお、撮像領域12aには、画素がマトリクス状に配置されているものとする。
【0038】
図1に示すように、配線基板10上には、イメージセンサ12、透明基板13、筐体20、レンズユニット30、及び蓋60が配置される。筐体20は、移動対象物であるレンズユニット30からみて移動しない固定側部材として機能する。蓋60、イメージセンサ12、透明基板13、及び配線基板10も、同様に、固定側部材として機能する。
【0039】
配線基板10の一端には筐体20が配置され、配線基板10の他端にはコネクタ10pが配置される。配線基板10は、可撓性を有するシート状の配線基板(フレキシブル配線基板)である。配線基板10は、イメージセンサ12に入力する制御信号、及びイメージセンサ12から出力されるビデオ信号の伝送路として機能する。配線基板10は、ピエゾ素子50に入力する駆動電圧の伝送路として機能する。
【0040】
配線基板10の上面には、電極端子81、82に対応して、凹部(不図示)を配置しても良い。配線基板10に対して筐体20を実装するとき、凹部には電極端子81、82が載置される。例えば、凹部に配線を施しておくことで、配線基板10に対する筐体20の実装に応じて、電極端子81、82と配線基板10内の配線間の電気的な接続を確保することができる。その後、半田付け等によって電極端子81、82と配線基板10間を電気的に接続させると良い。
【0041】
透明基板13は、入力光に対して実質的に透明な板状部材である。透明基板13の上面視形状は方形である。透明基板13の背面には、イメージセンサ12がバンプ接続している。
【0042】
イメージセンサ12は、CCD(Charge Coupled Device)センサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサといった一般的な固体イメージセンサである。イメージセンサ12の撮像領域12aには、XZ平面にてマトリクス状に配置された複数の画素を有する。各画素は、光電変換によって、入力光の光量に応じた電荷を蓄積する。各画素に蓄積された電荷は、転送制御によって各画素から読み出されて、後続の回路に供給される。
【0043】
なお、図2に示す配線基板10、イメージセンサ12、及び透明基板13を用いても良い。イメージセンサ12のサイズは、透明基板13に比べて十分に小さく、透明基板13に対してイメージセンサ12を貼り合せることに適している。
【0044】
筐体20は、配線基板10上に実装される。筐体20の下端面には、凸部20a及び凸部20bが設けられている。これに対応して、配線基板10には、一組の凹部(不図示)が設けられている。凸部と凹部間の嵌め合いによって、筐体20は配線基板10上に好適に固定される。
【0045】
筐体20は、イメージセンサ12及び透明基板13を下部空間で収納し、レンズユニット30を上部空間で収納する。筐体20の採用により、カメラ機能のモジュール化を図ることができる。筐体20の下端面は、黒色の接着剤を介して配線基板10に固定されている。これによって、筐体20の内部に外来光が侵入することを抑制することができる。なお、筐体20は、例えば、黒色樹脂の成型により製造される。好適には、耐熱性・摺動性が良い黒色樹脂がよく、チタン酸カリウム繊維と樹脂との複合材が好ましい。
【0046】
蓋60は、レンズの光軸に対応する位置に開口を有する平板状部材である。例えば、蓋60は、黒色樹脂の成型により製造される。筐体20に対して蓋60を取り付けることによって、レンズユニット30は筐体20内に閉じ込められる。蓋60は、好適には、ネジによって筐体20に取り付けられる。蓋60を筐体20に対して接着固定するのではなく、ネジで固定することによって、筐体20に対する蓋60の着脱が可能になる。これによって、動作テストで不良と判定されたカメラモジュール100の不良原因をテスト後に取り除くこと等が可能になる。例えば、イメージセンサ12の撮像領域上に入り込んだゴミを動作テスト後に取り除くことでカメラモジュールの歩留まりを向上させることができる。なお、蓋60は、例えば、樹脂がモールド成形されて製造される。筐体20に対して蓋60を接着固定しても良い。
【0047】
図5に示すように、レンズユニット30は、レンズホルダ(レンズ保持体)31、ピエゾ素子(圧電素子、振動素子、振動源)50、伝達軸(駆動軸、軸体)51、及び軸保持部40を有する。
【0048】
レンズホルダ31は、円筒状部材であり、レンズL1〜L3を保持している(図19参照)。図5に示すように、レンズホルダ31の上板部には、開口OP1が形成されている。レンズホルダ31の上板部は、光学的に絞りとして機能する。レンズホルダ31の外周には、伝達軸51が連結した連結部32が設けられている。連結部32は、支持板32a、32bから構成される。支持板32a、32bは、伝達軸51を固定支持する。なお、軸保持部40を含めないで、レンズユニット30と把握しても良い。レンズホルダ31は、例えば、黒色樹脂の成型により製造される。好適には、耐熱性・摺動性が良い黒色樹脂がよく、チタン酸カリウム繊維と樹脂との複合材が好ましい。
【0049】
レンズユニット30は、ピエゾ素子50の駆動に応じて、y軸(レンズL1〜L3の光軸に対して平行な軸線)に沿って移動可能である。但し、軸保持部40は、筐体20に対して固定されており、ピエゾ素子50の駆動に応じて移動することはない。イメージセンサ12の撮像領域12aに対するレンズL1〜L3の配置高さを調整することで、意図したように被写体像をイメージセンサ12の撮像領域に結像させることができる。
【0050】
ピエゾ素子50及び伝達軸51は、接着剤70(図19参照)によって互いに固着している。伝達軸51は、レンズホルダ31に対して連結部32を介して連結されている。具体的には、伝達軸51は、連結部32の支持板32a、32bの開口に対して圧入されている。
【0051】
ピエゾ素子50を筐体20に対して固定する他の駆動方式採用の場合(例えば 図27の場合)、ピエゾ素子50が載置される筐体20の載置面に対してピエゾ素子50が傾斜して配置されてしまう場合がある。また、伝達軸51を筐体20に対して固定する場合も同様である。本実施形態では、レンズホルダ31に対して伝達軸51を固定し、レンズホルダ31に対して伝達軸51を介してピエゾ素子50を固定する。従って、筐体20に対するピエゾ素子50及び伝達軸51の配置誤差が問題となることはない。
【0052】
レンズホルダ31、ピエゾ素子50、及び伝達軸51は、相対的な位置関係が固定されており、固定側部材として機能する軸保持部40(筐体20)に対して相対的に移動可能となっている。
【0053】
ピエゾ素子50は、セラミックス層(圧電層)が積層された一般的な圧電素子である。ピエゾ素子50の一組の側面には、一組の電極端子が設けられる。一組の電極端子には、一組の配線52が接続される。一方の電極端子を接地させた状態で、他方の電極端子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子50はY軸方向に伸縮する。
【0054】
伝達軸51は、y軸方向を長手方向とする棒状体である。伝達軸51は、接着剤によって、ピエゾ素子50の上面に固定されている。なお、接着剤以外の方法で、伝達軸51をピエゾ素子50に対して固定しても構わない。ピエゾ素子50と伝達軸51を連結させる方法は任意であり、伝達軸51とピエゾ素子50とを嵌め合いにより互いに連結させても良い。
【0055】
伝達軸51は、ピエゾ素子50で生じた振動を軸保持部40に伝達する。軸保持部40は、摺動可能な状態で伝達軸51を保持し、かつ筐体20に対して固定されている。従って、ピエゾ素子50で生じた振動によって、ピエゾ素子50、伝達軸51、及びレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部40に対して変位する。
【0056】
伝達軸51は、軽量でかつ剛性が高いことが望ましい。伝達軸51は、比重2.1以下の材料からなる。より好ましくは、伝達軸51は、比重2.1以下であり、弾性率20GPa以上の材料からなる。更に好ましくは、伝達軸51は、比重2.1以下であり、弾性率30GPa以上の材料からなる。これによって、共振周波数を高周波側へシフトさせることができ、連続した使用可能周波数帯域を得ることができる。
【0057】
伝達軸51は、ガラス状炭素、繊維強化樹脂、エポキシ樹脂から成型すると良い。特に黒鉛を含有するガラス状炭素複合材、カーボンを含有する繊維強化樹脂やガラス、カーボンを含有するエポキシ樹脂複合材が特に好ましい。
【0058】
レンズホルダ31の外周面には、レール受け部(回転抑止部)35が設けられている。レール受け部35は、筐体20に設けられたレール25(図8参照)を受け入れる。レール受け部35は、一組の突起部35a、35bから構成される。なお、レール受け部35とレール25間には、所定の間隔が設けられている。また、レール25は、y軸方向を長手方向とする長尺な柱状部であり、筐体20の角部に設けられている。
【0059】
本実施形態では、レール受け部35(すなわち、突起部35a、35b)は、レンズホルダ31から離間する方向(レンズホルダ31の移動方向に対して交差する方向)へ延在するに応じて、y軸(レンズホルダ31の移動方向に対して平行な軸線)に沿う幅が狭くなる。この構成を採用することによって、ピエゾ素子50の駆動に応じて、レンズホルダ31がy軸に沿って移動しているとき、仮にレンズホルダが回転して、レール受け部35とレール25とが接触したとしても、両者間に生じる摩擦によってレンズホルダ31の移動が阻害されないようになっている。つまり、レンズホルダ31と筐体20間に生じる摩擦量が増大して、レンズホルダ31の変位が阻害されることを効果的に抑制することができる。
【0060】
例えば、レンズホルダ31がy軸に直交するxz平面にて揺動すると、レール受け部35とレール25とが接触状態になる場合がある。この場合、レール受け部35とレール25間の接触面積が小さいほうが好ましい。本実施形態では、上述のように、レール受け部35は、レンズホルダ31から離間する方向へ延在するに応じて、y軸に沿う幅が狭くなる。これによって、仮に、レール受け部35とレール25間が接触状態となったとしても、両者間に生じる摩擦量を小さくすることができる。
【0061】
レンズホルダ31の外周面には、一体的に形成された外側へ延出する支持板32a、32bが、y軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。支持板32a、32bには、伝達軸51が挿入される開口が形成されている。なお、支持板32a、32bは、レンズホルダ31と別体として接着剤等で固定しても良い。
【0062】
支持板32aは、伝達軸51を固定支持する。支持板32aに形成された開口は、伝達軸51の径よりも僅かに狭い。支持板32aに形成された開口に圧力をかけて伝達軸51を嵌め込むことによって、支持板32aに対して伝達軸51を固定することができる。支持板32bの孔径も、支持板32aと同様である。
【0063】
上述の構成を採用することによって、支持板32a、32bで伝達軸51をきつく保持することができる。換言すれば、伝達軸51と支持板32a、32b夫々間の振動伝達度を高くすることができる。このようにして、レンズホルダ31を効率的に変位させることが可能になる。
【0064】
圧入以外の方法を採用する場合、接着剤を適切に選定することで上述の場合と同様の効果を得ることができる。例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤を採用すると良い。
【0065】
支持板32a、32b間には、軸保持部40が配置されている。これらの組立て方法は任意である。例えば、支持板32a、32b間に軸保持部40を配置した状態で、これらの部材に対して伝達軸51を挿入する。
【0066】
支持板32a、32b間に軸保持部40を配置することで、レンズホルダ31の移動範囲を規制することができる。但し、このような2点支持に限らず、支持板32a及び支持板32bの一方で伝達軸51を支持しても良い。
【0067】
軸保持部40は、y軸に沿って摺動可能な状態で伝達軸51を保持している。軸保持部40と伝達軸51とは、互いに摩擦係合状態にある。
【0068】
図6に示すように、軸保持部40は、本体部41、押え板(板状部材)42、ばね(弾性体)43、及び押え板(板状部材)44を有する。伝達軸51から離間する方向に、押え板42、バネ43、押え板44がこの順で配置される。本体部41は、伝達軸51を受け入れる空間を有する。また、本体部41は、押え板42、バネ43、及び押さえ板44を収納する空間を有する。
【0069】
押え板42は、矩形状の平板状部材である。バネ43は、一般的なコイル状バネである。押え板44は、矩形状の平板状部材である。
【0070】
本体部41に対して、押え板42、バネ43、及び押え板44が順に押し込まれる。本体部41に対して押え板44を接着固定することで、押え板42、バネ43、及び押え板44が位置決めされる。具体的には、バネ43は、押え板44によって本体部41の空間内に閉じ込められ、抑え板42を伝達軸51側へ付勢する。押え板42は、バネ43によって伝達軸51側へ付勢される。伝達軸51は、押え板42を介してバネ43により内側へ付勢され、本体部41と押え板42との間に挟持された状態になる。換言すると、伝達軸51と軸保持部40とが互いに摩擦係合した状態になる。
【0071】
押え板42は、好ましくは、金属材料からなる。例えば、亜鉛合金、アルミ合金等の金属材料で、押え板42を形成すると良い。これによって、伝達軸51と押え板42間の摩擦により、押え板42から磨耗粉が生じることを効果的に抑制できる。
【0072】
バネ43の径は、押え板42の幅と略同一又は若干小さい。なお、バネ43の具体的な構成は任意であり、他の種類の弾性体(板ばね、樹脂製ゴム等)を利用しても良い。本体部41は、樹脂が金型で成形されて製造される。押え板42、44は、金属板又は樹脂板のプレス成型によって製造される。
【0073】
本体部41は、好適には、金属材料からなる。本体部41が樹脂の場合、伝達軸51との摩擦により磨耗粉が発生する場合がある。このような問題が生じることを回避するために、ここでは、亜鉛合金の成形により本体部41を製造している。なお、亜鉛合金に限らず、アルミ合金、その他の金属材料を採用しても良い。
【0074】
図6に示すように、押え板44の軸線Lx1に沿う幅は、押え板42の軸線Lx1に沿う幅よりも狭い。これによって、筐体20の内側面に対してより近い位置にバネ43を配置することが可能となり、カメラモジュール100の小型化を図ることができる。
【0075】
バネ43は、レンズホルダ31から見た伝達軸51の配置方向に対して90度を成す方向へ押え板42を付勢する。換言すると、バネ43は、レンズホルダ31から見た伝達軸51の配置方向に一致する軸線Lx1に対して90度を成す軸線Lx2に沿って押え板42を付勢する。これによって、軸保持部40の配置スペースを効果的に小さくすることができ、カメラモジュール100の小型化を図ることができる。なお、軸線Lx1と軸線Lx2とが成す角度は90度には限られない。軸線Lx1と軸線Lx2とが成す角度を、45〜135度としても良い。
【0076】
図7にカメラモジュール100の概略的な上面図を示す。図7に示すように、筐体20の上面視形状は、略正方形である。筐体20のz軸に沿う幅W11は、筐体20のx軸に沿う幅W12と略等しい。レンズホルダ31は、筐体20の略中心に配置されている。
【0077】
図8にカメラモジュールの概略的な部分上面図を示す。図8に示すように、筐体20は、側壁21(21a〜21d)を有する箱状部材である。レール25は、側壁21bと側壁21cとが連結する角部に設けられる。レール25は、筐体20側からレンズホルダ31側へ延在する。レール25の筐体20側の端部は幅狭であり、レール25のレンズホルダ31側の端部は幅広である。つまり、レール25は、幅狭部25a、および幅広部25bを有する。
【0078】
レール受け部35は、レンズホルダ31側の中心部(光軸)から外周へ向かう方向でレンズホルダ31外周から筐体20側へ延在する。レール受け部35は、一対の突起部35a及び突起部35bを有する。この例では、レンズホルダ31に固定された駆動軸51とレンズホルダ31の中心を介して対向する位置にレール受け部35a、35bが設けられている。レール受け部35a、35bの内側面は互いに平行である。カメラモジュール100を上面視したとき、突起部35aは、略一定の幅を保ちながらレンズホルダ31から離間する方向へ延在する。突起部35bについても同様である。
【0079】
レール25は、レール受け部35に所定の間隔をあけて受け入れられる。具体的には、レール25の先端部は、突起部35aと突起部35b間に所定の間隔をあけて配置される。
【0080】
図8に示すように、レンズホルダ31の移動方向から見て、レンズホルダ半径方向におけるレール25とレール受け部35とが重なり合う幅W15は、レール25とレンズホルダ31間の幅W16よりも狭い。このように幅W15、W16を設定することによって、レンズホルダ31と筐体20間に生じる摩擦量を極力小さなものにすることが可能になる。なお、幅W15は、外側(筐体20側)から内側(レンズホルダ31側)へ延在するレール25の先端面(レンズホルダ31の外周面に対向する面)と、内側から外側へ延在するレール受け部35の先端面(筐体20の内側面に対向する面)との間の間隔に相当する。また、幅W16は、レンズホルダ31の外周面とレール25の上記先端面間の間隔に相当する。W15は、0.05以上0.3mm以下が好ましい。0.3mm以上となると接触時の接触面積増大につながり、0.05以下では、落下時などにレールとレール受け部が圧接状態となる恐れがあるからである。
【0081】
なお、電極端子81とピエゾ素子50の電極端子間は、配線52aによって接続される。同様に、電極端子82とピエゾ素子50の電極端子間は、配線52bによって接続される。筐体20の側壁21aと側壁21b間の角部には、強度保持用の梁部23が設けられている。この梁部23を設けることによって、筐体20の強度を確保することが可能になる。
【0082】
図9にカメラモジュール100の概略的な端面模式図を示す。
【0083】
図9に示すように、y軸方向において、レール受け部35は、支持板32aと支持板32b間に配置される。具体的には、y軸方向において、レール受け部35は、支持板32aの上面位置と支持板32bの下面位置間に配置される。つまり、レール受け部35は、y軸方向において、幅W21の範囲内(つまり、y軸方向における支持板32aの上面位置と支持板32bの下面位置間の間隔)に設けられる。このように、支持板32a、32bの配置位置間に対応させてレール受け部35を配置することによって、レンズホルダ31と筐体20間に生じ得る摩擦量を極力小さなものにすることが可能になる。レンズホルダ31は、移動時、軸保持部40と伝達軸51との当接箇所を中心としてyz平面で揺れるおそれがあるためである。レンズホルダ31は、移動時、xz平面にて回転するおそれがあるためである。
【0084】
好適には、レール受け部35は、y軸方向において、支持板32aの下面と支持板32bの上面間に配置される。つまり、レール受け部35は、y軸方向において、幅W22の範囲内(y軸方向における支持板32aの下面位置と支持板32bの上面位置間の間隔)に設けられる。このように、伝達軸51上における軸保持部40の移動範囲に対応づけて、レール受け部35を配置することによって、レンズホルダ31と筐体20間に生じ得る摩擦量を低減することが可能になる。なお、実際には、軸保持部40に対して伝達軸51が移動するが、この場合であっても、伝達軸51上にて軸保持部40が移動すること及び伝達軸51上にて軸保持部40が移動する範囲を把握することは可能である。
【0085】
図9に示すように、突起部(レール受け部)35は、基部35c及びテーパ部35dを有する。基部35cのy軸に沿う幅は一定である。テーパ部35dのy軸に沿う幅は、レンズホルダ31から離間する方向へテーパ部35dが離間するに応じて狭くなる。このように、突起部35は、リッジ状の先端部を有する。
【0086】
テーパ部35dは、傾斜面35d1及び傾斜面35d2を有する。傾斜面35d1は、レンズホルダ31から離間する方向へ延在するに応じて下方(光出射側)へ傾斜する。傾斜面35d2は、レンズホルダ31から離間する方向へ延在するに応じて上方(物体側、光入射側)へ傾斜する。
【0087】
このように、レール受け部35を先細り形状とすることによって、レンズホルダ31がyz平面にて奥行き側及び手前側のどちらの方向へ揺らいだとしても、レンズホルダ31と筐体20間に生じ得る摩擦量を小さなものとすることができる(紙面を正面視するものとする)。換言すると、レンズホルダ31の揺れに応じて、レンズホルダ31と筐体20間の摩擦量が増大することを効果的に抑制することができる。
【0088】
また、レール受け部35とレンズホルダ31とが連結する箇所に幅広の基部35cを配置することによってレール受け部35の強度を確保することができる。レール受け部35のy軸に沿う幅を狭くすることによって筐体20とレンズホルダ31間の摩擦量を低減することが可能になる。しかしながら、単純にレール受け部35のy軸に沿う幅を狭くすると、レール受け部35の強度が低下してしまう。この場合、組立時やレンズホルダ31の移動時、レール受け部35とレール25とが接触することによって、レール受け部35の強度が経時的に低下してしまうおそれがある。本実施形態では、レール受け部35とレンズホルダ31との連結部分を幅広とすることによって、効果的にレール受け部35の強度を確保することが可能になる。
【0089】
また、本実施形態では、内蔵部品の小型化の要請に応じて、サイズが小さいピエゾ素子50を採用している。図9に示すように、ピエゾ素子50の上面は、レンズホルダ31の上面の位置よりも低い。ピエゾ素子50のサイズを小さくすると、これに応じて得られる駆動力は低下する。このような状況において、レール受け部35とレール25間に大きな摩擦力が生じると、レンズホルダ31の変位が妨げられてしまうおそれがある。
【0090】
本実施形態においては、上述のように、レール受け部35a、35bの光軸AXに沿う幅は、レール受け部35がレンズホルダ31から離間する方向へ延在するに応じて狭くなる。これによって、サイズの小さなピエゾ素子50を採用した場合であっても、レール受け部35とレール25間に生じる摩擦の影響によってレンズホルダ31の変位が阻害されることを効果的に抑制することができる。
【0091】
図9に示すように、ピエゾ素子50の上面の高さH2は、レンズホルダ31の上面の高さH1よりも低い位置にある。このように本実施形態では、従来よりも小型なピエゾ素子50を用いている。なお、ピエゾ素子50の上面の高さH2とピエゾ素子50の下面の高さH3間の間隔は、1mm前後である。
【0092】
図10に示すように、突起部35aの内側面とレール25の外周面間には、間隔W25、W26(突起部35aの内側面とレール25の外周面間の幅)が設けられている。なお、このとき、レンズホルダ31は、理想位置に存在し、筐体20内で傾きを有していなく、筐体20の略中心に配置されている。上述のように、間隔W25、W26は、突起部35とレール25間に設けられたクリアランスであり、より具体的には、光軸AXに対して直交する軸線に沿って互いに平行に延在する突起部35とレール25の各側面間の距離(間隔)に相当する。
【0093】
好ましくは、間隔W25、W26は、0.03mm以上である。より好ましくは、幅W25、W26は、0.05mm以上であり、上限W25´は、以下の式の通り定められる。図11に示すように、イメージセンサ12の撮像領域12aの対角長をL10とし、レンズL1〜L3に含まれるレンズの最大有効径をL20としたとき、次の関係式を満足すると良い。なお、W25、L20、L10の単位は、ミリメートルである。0.01は、組立て誤差に応じた公差である。組立て誤差が大きい場合には、交差を0.01よりも大きな値にすると良い。W26についてもW25の場合と同様である。
【0094】
W25=(L20−L10)/2−0.01
【0095】
図12乃至図18を参照して、電極端子81、82を筐体20に対して取り付ける方法について説明する。
【0096】
図12に示すように、金属板(導電板)80は、電極端子81となる部分81、電極端子となる部分82、線状の窪み84、及び部分81と部分82とが連結した離脱部85を有する。部分81は、先端部81a、胴部81b、および基部81cを有する。部分82は、先端部82a、胴部81b、および基部81cを有する。
【0097】
胴部81bは、基部81cに対して起立状態にある。胴部82bも、同様、基部82cに対して起立状態にある。部分81、82の肉厚は、離脱部85の肉厚よりも十分に薄い。これによって、線状の窪み84を切断ラインとして、部分81、82と離脱部85とを簡易に分離可能である。
【0098】
先端部81aは、図13に示すように、金属板80の筐体20への取付後、筐体20の内側へ折り曲げられる。先端部82aも、同様に、図13に示すように、金属板80の筐体20への取付後、に筐体20の内側へ折り曲げられる。このようにして、簡易に、筐体20に対して電極端子81、82を取り付けることが可能である。
【0099】
図14に示すように、筐体20の内周面には、電極端子の受け入れ部22が設けられている。具体的には、図15に模式的に示すように、受け入れ部22aは、電極端子82を受け入れる。受け入れ部22bは、電極端子81を受け入れる。
【0100】
図16に示すように、筐体20は、側壁21cと隔壁21e間に空間21gを有する。図17及び図18に示すように、金属板80は、空間21gに挿入される。なお、図16及び図17は、図14の点線で示す面における概略的な断面模式図である。
【0101】
図18に示すように、隔壁21eは、筐体20の上部空間と下部空間とを隔てる板状部分である。隔壁21eは、レンズL1〜L3の光軸AXに対応する位置に光学的な開口を有する。より具体的には、隔壁21eは、イメージセンサ12の撮像領域12aに対応する矩形状の開口OP2を有する。
【0102】
なお、電極端子81、82を取り付けるタイミングは任意である。例えば、次のようにカメラモジュールを組み立てると良い。まず、筐体20内にレンズユニット30を取り付ける。次に、筐体20に対して金属板80を取り付ける。そして、金属板80の先端部81a、82aを筐体20の内側へ折り曲げる。次に、金属板80の離脱部85を分離する。そして、配線基板10に対して筐体20を実装する。なお、配線基板10に対して筐体20を実装する前、配線基板10上には、イメージセンサ12及び透明基板13の積層体が配置されているものとする。
【0103】
図19に示すように、レンズホルダ31は、レンズL1〜L3を保持する。レンズL1は、調芯工程を経てレンズホルダ31内に配置されている。レンズL2、L3は、調芯工程を経ることなく、レンズホルダ31内に配置される。つまり、レンズL1は、レンズL2、L3と比較して、高い位置精度が要求されるレンズである。
【0104】
レンズホルダ31に対するレンズL1〜L3の組み込み方法は任意である。例えば、レンズL3、レンズL3、及びレンズL2をこの順で積層し、レンズL2上にてレンズL1を調芯し、レンズL3、レンズL2、及びレンズL1を接着固定し、その後、レンズL1〜L3の積層体をレンズホルダ31内に圧入すると良い。なお、圧入以外の方法でレンズホルダ31に対してレンズL1〜L3を組み入れても良い。
【0105】
図19に示す各幅は、次のとおりである。W41:1mm、W42:1mm、W43:2mm、W44:6mm、W45:3mm。ピエゾ素子50は、一辺1mm程度の直方体である。ピエゾ素子50のサイズに関しては、伝達軸50の長さの1/2以下とすると良い。
【0106】
次に、図20及び図21を参照して更に説明する。
【0107】
カメラモジュール100は、図20に示す携帯電話190内に搭載される。携帯電話190は、上側本体191、下側本体192、及びヒンジ193を有する。上側本体191と下側本体192とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ193を介して連結される。上側本体191と下側本体192とはヒンジ193によって開閉自在に構成される。上側本体191と下側本体192とが閉じた状態のとき、携帯電話190は上側本体191と下側本体192とが重ね合わされた平板状の部材になる。
【0108】
上側本体191は、その内面に表示部194を有する。表示部194には、着信相手を特定する情報(名前、電話番号)、携帯電話190の記憶部に格納されたアドレス情報等が表示される。表示部194の下には液晶表示装置が組み込まれている。
【0109】
下側本体192は、その内面に複数のボタン195を有する。携帯電話190の操作者は、ボタン195を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話190を意図したように操作する。携帯電話190の操作者は、このボタン195を操作することに基づいて、携帯電話190内のカメラモジュール100を起動する。
【0110】
図21を参照して、カメラモジュール100を動作させるためのシステム構成(アクチュエータの駆動部の構成)について説明する。図21に示すように、画像取得部180の出力は、コントローラ181に接続される。コントローラ181の出力は、駆動電圧生成回路(駆動電圧供給部)182に接続される。駆動電圧生成回路182の出力は、振動源183に接続される。なお、画像取得部180は、上述のイメージセンサ12に等しい。振動源183は、上述のピエゾ素子50に等しい。
【0111】
コントローラ181は、携帯電話190内に組み込まれたCPUであり、プログラムを実行して様々な指令を生成する。コントローラ181は、操作者による携帯電話190の操作に応じて、カメラモジュールの機能を活性化する。
【0112】
コントローラ181は、レンズホルダ31の移動速度を調整する機能を有する。コントローラ181は、画像取得部180から伝送される画像に対する処理に基づいて、レンズホルダ31が合焦位置にあるか否かを判断し、また、レンズホルダ31を合焦状態とするために、レンズホルダ31の移動方向、移動量を算出する。コントローラ181は、合焦位置から離れた位置から合焦位置へレンズホルダ31を移動させる場合、レンズホルダ31が高速に移動するように駆動電圧生成回路182を制御する。コントローラ181は、合焦位置に近い距離内で合焦位置へレンズホルダ31を移動させる場合、レンズホルダ31が低速で移動するように駆動電圧生成回路182を制御する。駆動電圧生成回路182は、コントローラ181から供給される制御信号に応じて、振動源183に対してノコギリ波形状の駆動電圧を供給する。なお、駆動電圧生成回路182の具体的な構成は任意である。振動源183は、駆動電圧生成回路182から供給されるノコギリ波形状の駆動電圧に応じて伸縮し、振動を生じさせる。振動源183で生じる振動に応じて、レンズホルダ31は、光軸AXに沿って物体側又は撮像素子側へ変位する。なお、レンズL1〜L3の光軸AXは、イメージセンサ12の前面に対して垂直に交差している。
【0113】
図22を参照して、駆動電圧生成回路182から振動源183(ピエゾ素子50)へ供給される駆動電圧波形とレンズホルダ31の変位との関係について説明を補足する。
【0114】
駆動電圧生成回路182は、ピエゾ素子50に対して図22に示すようにノコギリ歯状の駆動電圧波形を印加する。図22に示すように、時刻t1と時刻t2間に、駆動電圧は、急峻に立上る。時刻t2と時刻t3間に、駆動電圧は、緩慢に立ち下がる。レンズホルダ31は、時刻t1と時刻t2間に変位する。レンズホルダ31は、時刻t2と時刻t3間には変位しない。ピエゾ素子50に対してノコギリ歯状の駆動電圧を連続的に供給することによって、レンズホルダ31は一方側へ変位する。なお、レンズホルダ31を逆方向へ移動させる場合には、急峻に立下り、緩慢に立上るノコギリ歯状の駆動電圧波形をピエゾ素子50に対して印加すれば良い。
【0115】
駆動電圧生成回路182の具体的な構成は任意である。例えば、電源電位と接地電位間に複数のスイッチング素子を接続し、これらのオン・オフを制御することによって上述の駆動電圧波形を生成しても良い。
【0116】
図23、24に比較例を示す。図23及び図24の場合、レール受け部35は、側面視して矩形状である。従って、レンズホルダ31の移動時、レンズホルダ31が揺れる又は回転等すると、レール受け部35とレール25とが接触しやすくなり、また両者の接触面積が広くなってしまう場合がある。なお、図23及び図24に示されているピエゾ素子50のサイズは、第1実施形態におけるピエゾ素子50のサイズと同様であるものとする。
【0117】
本発明者らの試作結果によれば、比較例の場合、ピエゾ素子50を駆動する駆動電圧の周波数を低周波数から高周波数へとあげたとき、ある駆動周波数帯(たとえば、120KHz±10の帯域)でレンズホルダ31をスムーズに変位させることが難しい場合があることが発覚した。本原因を明確に特定することは困難であるが、レンズホルダの回転振れによるレール受け部35とレール25間の接触によってレンズホルダ31の変位が妨げられることが要因として考えられる。この場合、ピエゾ素子50を大型化し、ピエゾ素子50で生じる駆動力を増大させることが簡便である。これによって、レール受け部35とレール25間の接触摩擦に打ち勝つことができるためである。しかしながら、カメラモジュール100の小型化の要請が著しく、これに内蔵されるピエゾ素子50を小型化することは達成項目の1つである。従って、小型なピエゾ素子50を採用しないことは、カメラモジュール100の小型化の要請に反することになる。
【0118】
本実施形態では、上述のように、レール受け部35の光軸AXに沿う幅は、レール受け部35がレンズホルダ31から離間する方向へ延在するに応じて狭くなる。これによって、サイズの小さなピエゾ素子50を採用した場合であっても、レール受け部35とレール25間に生じる摩擦の影響によってレンズホルダ31の変位が阻害されることを効果的に抑制することができる。
【0119】
[第2実施形態]
図25を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
【0120】
図25に示すように、本実施形態では、第1実施形態とは異なり、筐体20に対してレール受け部35(一組の突起部35p、35q)が設けられ、レンズホルダ31に対してレール25p(25)が設けられている。このような場合であっても第1実施形態と同様の効果を得られることができる。なお、一組の突起部35p、35qは、第1実施形態における一組の突起部35a、35bに対応する。レール25pは、第1実施形態におけるレール25に対応する。レール受け部35は、回転抑止部として機能する。
【0121】
なお、突起部35pは、レンズホルダ31の移動方向(y軸)に交差する方向に沿って内側へ延在するに応じて、レンズホルダ31の移動方向に沿う幅が狭くなる。突起部35qについても同様である。レール25pは、y軸を長手方向とする棒状部分である。レール25pとレール受け部35とが重なり合う幅W17は、レール25pと筐体20の内周面間の幅W18よりも狭い。この点は、第1実施形態と同様である。なお、幅W17は、幅W15に対応する。幅W18は、幅W16に対応する。第1実施形態と同様に、突起部35p、35qとレール25p間には、クリアランスが設けられている。具体的には、突起部35pとレール25p間には幅W27が設けられている。突起部35qとレール25p間には幅W28が設けられている。幅W27及び幅W28は、幅W25及び幅W26に対応する。突起部35p、35qの高さ(y軸方向における突起部35pの位置)は、第1実施形態と同様、W21、より好ましくはW22の範囲内とすると良い。
【0122】
[第3実施形態]
図26を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
【0123】
図26(a)、(b)に示すように、本実施形態では、第2実施形態と同様、筐体20に対して一組の突起部35p、35qが設けられているが、第2実施形態とは異なり、レンズホルダ31に対してレール25pが設けられていない。本実施形態では、レンズホルダ31の外周壁自体をレールの代替として活用している。このような場合であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この場合、一組の突起部35p、35q自体が回転抑止部として機能している。この例では、レール25pが省略されているため、一組の突起部35p、35qは、レールを受け入れることはない。
【0124】
図26(a)に示すように、一組の突起部35p、35qそれぞれは、互いに対向する位置にある筐体20の角部に配置されている。図26(b)に示すように、一組の突起部35p、35qそれぞれは、互いに隣接する筐体20の壁部に配置されている。なお、第1実施形態と同様、幅W21内に突起部35を配置すると良い。また、上述の実施形態と同様、突起部35を側面視すると、突起部35の先端は、先細りになっている。また、突起部35の先端と、レンズホルダ31間には、第1実施形態と同様のクリアランス(W25、W26)が設けられている。突起部35p、35qの高さ(y軸方向における突起部35pの位置)は、第1実施形態と同様、W21、より好ましくはW22の範囲内とすると良い。
【0125】
いずれの場合にも、レンズホルダ31の移動時、レンズホルダ31が回転/揺動した場合、レンズホルダ31と突起部35とが接触する。突起部35は、レンズホルダ31の移動方向に交差する方向に延在するに応じて、レンズホルダ31の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する。従って、レンズホルダ31と突起部35が接触したとしても、両者間に生じる摩擦量を小さくすることができる。これによって、仮に、サイズの小さなピエゾ素子50を採用した場合であっても、レール受け部35とレール25間に生じる摩擦の影響によってレンズホルダ31の変位が阻害されることを効果的に抑制することができる。
【0126】
なお、突起部35の数は任意である。無数の突起部35を筐体20の内周面に配置しても良い。
【0127】
[第4実施形態]
図27を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。図27に示すカメラモジュール100に含まれる駆動装置は、上述の実施形態で示した駆動装置とは異なる動作原理で動作する。この場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、上述の実施形態を本実施形態に適宜組み込んでも良い(例えば、第1実施形態におけるW15、W16、W21、W22、25、W26等の技術的な特徴を本実施形態に組み込んでも良い)。
【0128】
図27に示すように、カメラモジュール100は、筐体20に対して連結部32が設けられている。具体的には、一組の支持板32a、32bは、筐体20に対して設けられている。これらの一組の支持板32a、32bには、伝達軸51が圧入される。また、一組の支持板32a、32b間には、軸保持部40が配置される。軸保持部40は、レンズホルダ31に対して一体的に設けられている。軸保持部40は、上述の実施形態と同様、伝達軸51が摺動可能な状態で伝達軸51を保持している。伝達軸51に対して、ピエゾ素子50は固着されている。ピエゾ素子50の駆動に応じて、レンズホルダ31は、伝達軸51上を移動する。
【0129】
なお、この実施例においては、伝達軸51と筐体20が連結部32によって連結されているが、ピエゾ素子50と筐体20が連結部によって連結されていてもよく、さらにその固定は弾性部材を介して連結されていてもよい。また、連結部32を設けずに、ピエゾ素子50と伝達軸51の連結体を筐体20に対して直接あるいは弾性部材を介して固定してもよい。いずれにせよ、この駆動方式は、ピエゾ素子50と駆動軸51の連結体が筐体20に対して直接又は間接的に固定されているものである。
【0130】
レール受け部35は、レンズホルダ31の移動方向に交差する方向に沿って延在するに応じて、レンズホルダ31の移動方向に沿う幅が狭くなる。これによって上述の実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。
【0131】
なお、本実施形態においても、ピエゾ素子50に対してノコギリ歯状の駆動電圧波形を印加する。この場合、上述の実施形態とは異なり、緩慢に駆動電圧が降下するとき、レンズホルダ31は変位し、急峻に駆動電圧が上昇するとき、レンズホルダ31は変位しない。この場合にも、レール受け部35とレール25間の接触によってレンズホルダ31の回転が抑止される。また、レール受け部35の先端が先細りになっていることから、レール受け部35とレール25とが接触したとしても、両者間に生じる摩擦がレンズホルダ31の移動を阻害しないようになっている。なお、本実施形態の場合にも、第1実施形態と同様に、幅W15、W16がセットされるように構成すれば良い。また、同様に、幅W25、W26がセットされるように構成すれば良い。
【0132】
[第5実施形態]
図28を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。図28(a)に、レール25、突起部35を上面視した模式図を示す。図28(b)に、図28(a)の点線に沿う断面模式図を示す。図28(c)に、図28(b)のバリエーションを示す。
【0133】
図28(b)に示すように、突起部35aの内側面に島部35eを設けると良い。同様に、突起部35bの内側面にレールとの接触面積を低減させるための島部35fを設けると良い。これによって、レール25とレール受け部35間に生じ得る摩擦を極力低減することが可能になる。なお、島部のサイズ、形状、および個数は任意である。島部を正面視して、円形状の島部を採用しても良い。矩形状の島部を採用しても良い。図28(b)から明らかなように、島部35e、35fの側面は、レールとの接触面積を低減させるための凸状のR面に形成されている。R面はR0.3以下にすることで接触面積を低減できる。また、島部高さ(W9)は0.03mm程度あればよいが任意である。島部35e、35fの側面を曲面、たとえば球面の一部とすることによって、より効果的に、レール25とレール受け部35間に生じうる摩擦を極力低減することが可能になる。なお、島部は複数でもよい。
【0134】
図28(c)に示すように、突起部35aの内側面は、R面に形成されている。このように突起部35a、35bの内側面を曲面とすることによって、より効果的に、レール25とレール受け部35間に生じうる摩擦を極力低減することが可能になる。
【0135】
なお、上述したレールとの接触面積を低減させる手段は、レール25に対して設けても良い。このような場合であっても、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0136】
[第6実施形態]
図29を参照して、本発明の第6実施形態について説明する。図29(a)〜図29(c)を参照して、レール受け部35の形状のバリエーションについて説明する。
【0137】
図29(a)〜(c)に示す場合にも、レール受け部35は、レンズホルダ31の移動方向に交差する方向に延在するに応じて、レンズホルダ31の移動方向に沿う幅が狭くなる。このような場合であっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0138】
図29(a)に示すように、レール受け部35の側面視形状は、三角形状である。なお、レール受け部35は、y軸に沿って物体側へ延在するに応じて、レンズホルダ31側へ近接する傾斜面を有する。レール受け部35は、レンズホルダ31の下端側へ設けられている。なお、レンズホルダ31に対するレール受け部35の取付け位置は任意である。
【0139】
図29(b)に示すように、レール受け部35の側面視形状は、三角形状である。なお、レール受け部35は、y軸に沿って物体側へ延在するに応じて、レンズホルダ31側から離間する傾斜面を有する。レール受け部35は、レンズホルダ31の上端側へ設けられている。なお、レンズホルダ31に対するレール受け部35の取付け位置は任意である。
【0140】
図29(c)に示すように、レール受け部35の側面視形状は、L字状である。レール受け部35は、レンズホルダ31の上端側へ設けられている。なお、レンズホルダ31に対するレール受け部35の取付け位置は任意である。
【0141】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。回転抑止部の具体的な形状は任意であり、必ずしも先細りの突起状である必要はない。回転抑止部は、レンズホルダ31の揺動によってレンズホルダ31と筐体20間に生じる摩擦を低減するように構成されていれば良い。駆動装置を適用する装置の種類は任意である。レンズホルダ以外を移動対象物としても良い。駆動装置の動作原理は任意である。
【符号の説明】
【0142】
100 カメラモジュール

10 配線基板
12 イメージセンサ
12a 撮像領域
13 透明基板
20 筐体
21 側壁
22 受け入れ部
23 梁部
25 レール
25a 幅狭部
25b 幅広部
25p レール
30 レンズユニット
31 レンズホルダ
32 連結部
35 レール受け部
35a 突起部
35b 突起部
35c 基部
35d テーパ部
35e 島部
35f 島部
35p 突起部
35q 突起部
40 軸保持部
50 ピエゾ素子
51 伝達軸
52 配線
60 蓋

80 金属板
81 電極端子
82 電極端子
85 離脱部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
前記圧電素子の駆動に応じて、前記駆動軸の長手方向に対して平行な軸線に沿って変位する移動対象物と、
前記移動対象物を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、
前記移動対象物及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、を備え、
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する、駆動装置。
【請求項2】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部であることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。
【請求項3】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。
【請求項4】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在することを特徴とする請求項3に記載の駆動装置。
【請求項5】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、
前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の駆動装置。
【請求項6】
前記柱状部の前記突起部側の面から前記突起部の前記柱状部側の面間の間隔は、前記移動対象物の外周面から前記柱状部の前記突起部側の面間の間隔又は前記外囲器の内周面から前記柱状部の前記突起部側の面間の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項5に記載の駆動装置。
【請求項7】
前記圧電素子及び前記駆動軸は、前記移動対象物に対して固定されており、
前記圧電素子の上面の位置は、前記移動対象物の上面の位置よりも低いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項8】
側面視すると、前記突起部はリッジ状の部分を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項9】
前記移動対象物は、前記駆動軸を固定支持する第1及び第2支持板を前記圧電素子側からこの順で備え、
前記回転抑止部は、前記第1支持板の下面の位置と前記第2支持板の上面の位置との間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の駆動装置。
【請求項10】
圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
複数のレンズを保持すると共に、前記圧電素子の駆動に応じて、前記駆動軸の長手方向に対して平行な軸線に沿って変位するレンズ保持体と、
前記レンズ保持体を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、
前記レンズ保持体及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記レンズ保持体が当該レンズ保持体の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、を備え、
前記回転抑止部は、前記レンズ保持体の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記レンズ保持体の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する、レンズ駆動装置。
【請求項11】
請求項10に記載のレンズ駆動装置と、
複数の前記レンズを介して入力する像を取得する撮像装置と、
を備える画像取得装置。
【請求項12】
請求項11に記載の画像取得装置を備える電子機器。
【請求項13】
振動源から伝達する振動に基づいて固定側部材に対して移動対象物を変位させる駆動装置であって、
前記移動対象物及び前記固定側部材の少なくとも一方には、前記移動対象物の移動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部が設けられており、
当該回転抑止部は、前記移動対象物の前記回転に応じて当該移動対象物と前記固定側部材との間に生じる摩擦を低減するように構成されている、駆動装置。
【請求項14】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有することを特徴とする請求項13に記載の駆動装置。
【請求項15】
前記回転抑止部は、前記移動対象物又は前記固定側部材と接触する面の少なくとも一部に曲面を有することを特徴とする請求項13に記載の駆動装置。
【請求項16】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部であることを特徴とする請求項14に記載の駆動装置。
【請求項17】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備えることを特徴とする請求項16に記載の駆動装置。
【請求項18】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在することを特徴とする請求項17に記載の駆動装置。
【請求項19】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、
前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されていることを特徴とする請求項18に記載の駆動装置。
【請求項20】
圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
前記圧電素子の駆動に応じて前記駆動軸上を摺動する移動対象物と、
前記移動対象物を少なくとも部分的に外囲する外囲器と、
前記移動対象物及び前記外囲器の少なくとも一方に設けられると共に、前記圧電素子の駆動時、前記移動対象物が当該移動対象物の移動方向に対して交差する方向に回転することを抑止する回転抑止部と、
を備え、
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在するに応じて、前記移動対象物の移動方向に沿う幅が狭くなる先端部を有する、駆動装置。
【請求項21】
前記回転抑止部は、前記移動対象物の移動方向に対して交差する方向へ延在する少なくとも1つの突起部であることを特徴とする請求項20に記載の駆動装置。
【請求項22】
前記移動対象物の回転時、前記突起部と接触する柱状部を更に備えることを特徴とする請求項21に記載の駆動装置。
【請求項23】
前記突起部と前記柱状部間には間隔が存在することを特徴とする請求項22に記載の駆動装置。
【請求項24】
前記回転抑止部は、少なくとも一組の前記突起部を備え、
前記柱状部は、一組の前記突起部間に配置されていることを特徴とする請求項23に記載の駆動装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【公開番号】特開2011−253157(P2011−253157A)
【公開日】平成23年12月15日(2011.12.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−128809(P2010−128809)
【出願日】平成22年6月4日(2010.6.4)
【出願人】(391002775)マクセルファインテック株式会社 (40)
【Fターム(参考)】