WO2021210365A1 - 光学素子駆動装置、カメラモジュールおよびカメラ搭載装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an optical element driving device, a camera module, and a camera mounting device.
- a camera module mounted on a thin camera-mounted device such as a smartphone is known.
- a camera module is known to include a lens driving device (optical element driving device) having a zoom function for enlarging or reducing a subject image.
- lens driving device optical element driving device
- Patent Document 1 describes a fixed lens in which light from a subject is incident, two movable lenses in which light bent by the fixed lens is incident, and a lens drive that moves the two movable lenses in the direction of the optical axis.
- a configuration including a part is disclosed.
- an ultrasonic motor including a piezoelectric element as a driving source of a movable lens.
- a relatively large drive voltage is required to drive the ultrasonic motor. Since the input voltage in the lens driving device is relatively small in the thin camera-mounted device, it is necessary to boost the input voltage by using an inductor and supply it to the ultrasonic motor.
- the camera-mounted device requires a space for arranging the inductor separately from the lens drive device. Further, since the inductor has a large individual variation, it is necessary for the user to make a separate adjustment in consideration of the relationship with the lens driving device. That is, the lens driving device using the ultrasonic motor may be inconvenient for the user.
- An object of the present invention is to provide an optical element drive device, a camera module, and a camera-mounted device capable of improving user-friendliness.
- the optical element driving device An optical element drive device that can be built into a camera-mounted device. Movable parts that can hold optical elements and A drive unit that includes an ultrasonic motor and drives the movable unit, A booster unit having an inductor that boosts the input voltage input to the drive unit and supplies it to the ultrasonic motor. A position detection unit that detects the position of the movable unit, and The position detection unit, the substrate unit on which the booster unit is arranged, and the substrate unit. To be equipped.
- the camera module according to the present invention With the above optical element drive device, An optical unit including the optical element held by the movable unit, and an optical unit. An imaging unit that captures a subject image imaged by the optical unit, and an imaging unit. With It drives the optical element.
- the camera-mounted device A camera-mounted device that is an information device or a transportation device.
- An image pickup control unit that processes the image information obtained by the camera module, and To be equipped.
- the usability of the user can be improved.
- FIG. 1 It is a figure which shows the camera module which concerns on embodiment of this invention simply. It is a figure which shows simply the structure which looked at the side view of the camera module which concerns on this embodiment. It is a perspective view which shows the housing part of a camera module. It is a perspective view of the bottom wall part side in the housing part of a camera module. It is an exploded perspective view of a housing and a lens part. It is an exploded perspective view of the side wall portion and the bottom wall portion in the housing. It is the figure which looked at the housing from the Z direction + side. It is the figure which looked at the inside of the housing from the negative side in the X direction. It is a figure which shows the guided part. It is a figure which shows the connection part of a lens part and a frame.
- FIG. 1 is a diagram simply showing a camera module 1 according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram simply showing a configuration in which the camera module 1 according to the present embodiment is viewed from the side.
- the camera module 1 is mounted on a thin camera-mounted device such as a smartphone M (see FIGS. 31A and 31B), a mobile phone, a digital camera, a notebook computer, a tablet terminal, a portable game machine, and an in-vehicle camera.
- a smartphone M see FIGS. 31A and 31B
- a mobile phone such as a smartphone M (see FIGS. 31A and 31B), a mobile phone, a digital camera, a notebook computer, a tablet terminal, a portable game machine, and an in-vehicle camera.
- a Cartesian coordinate system (X, Y, Z) is used. Also in the figure described later, it is shown by a common Cartesian coordinate system (X, Y, Z).
- the camera module 1 is mounted so that, for example, the X direction is the left-right direction, the Y direction is the up-down direction, and the Z direction is the front-back direction when shooting is actually performed by the camera-mounted device.
- the light from the subject is incident from the-side (minus side) in the Z direction, bends, and is guided to the + side (plus side) in the Y direction.
- the camera module 1 includes a housing 10, a reflection drive unit 20, a lens unit 30, an image pickup unit 40, a support shaft 50 (see FIG. 3), and a lens drive unit 60 (FIG. 5). (See), a position detection unit 70 (see FIG. 10), a drive control unit 100, a terminal unit 130, a substrate unit 140, and a booster unit 150 (see FIG. 7).
- the drive control unit 100 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like.
- the CPU reads a program according to the processing content from the ROM, develops it in the RAM, and centrally controls the lens driving unit 60 in cooperation with the expanded program.
- the drive control unit 100 drives the second lens unit 32 and the third lens unit 33, which will be described later, of the lens unit 30 housed in the housing 10 in the Y direction (direction of the optical axis).
- the camera module 1 performs stepless optical zoom and autofocus.
- the housing 10, the support shaft 50, the lens drive unit 60, the position detection unit 70, the drive control unit 100, the terminal unit 130, the substrate unit 140, and the booster unit 150 correspond to the "optical element drive device" of the present invention.
- the reflection drive unit 20 includes a reflection housing 21, a mirror 22, and a reflection drive control unit 23.
- the reflective housing 21 is arranged adjacent to the negative end of the housing 10 in the Y direction.
- the mirror 22 is provided in the reflective housing 21, and reflects the incident light L1 as the reflected light L2 toward the housing 10.
- the reflection drive control unit 23 includes a CPU, ROM, RAM, and the like, and controls the orientation of the mirror 22.
- the mirror 22 has two rotation axes (not shown) extending in the X direction and the Y direction.
- the mirror 22 rotates around the rotation axis under the control of the reflection drive control unit 23.
- the camera module 1 has a shake correction function (OIS (Optical Image Stabilization) function) that optically corrects shake (vibration) that occurs during shooting to reduce image distortion.
- OIS Optical Image Stabilization
- the reflected light L2 incident on the housing 10 is output to the imaging unit 40 via the lens unit 30 housed in the housing 10.
- the image pickup unit 40 is arranged on the outer surface of the housing 10 on the + side in the Y direction (arrangement portion 112B of the second wall 112 described later), and is configured such that the reflected light L2 is incident through the lens portion 30. Has been done.
- the image pickup unit 40 includes an image pickup device, a substrate, and the like (not shown).
- 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 is mounted on the substrate and is electrically connected to the wiring on the substrate via the bonding wire.
- the image sensor captures the subject image formed by the lens unit 30 and outputs an electric signal corresponding to the subject image.
- a printed wiring board (not shown) is electrically connected to the substrate of the image pickup unit 40, and power is supplied to the image sensor via the printed wiring board and an electric signal of the subject image captured by the image sensor is output. Is done.
- the electric signal is output to the image pickup control unit 200 provided in the camera-mounted device.
- the image pickup control unit 200 includes a CPU, ROM, RAM, and the like, and processes the image information obtained by the camera module 1.
- the image pickup control unit 200 may be mounted on the camera mounting device, but may be mounted on the camera module 1.
- the housing 10 houses the lens portion 30, the support shaft 50, and the lens driving portion 60 (see also FIG. 5), and has, for example, a rectangular parallelepiped shape as a whole.
- the housing 10 has a side wall portion 11 and a bottom wall portion 12 (see FIG. 4).
- the side wall portion 11 is, for example, a resin wall portion having a portion that opens in the Y direction ⁇ side, and has a first wall 111, a second wall 112, a third wall 113, and a fourth wall 114 (FIG. 7, etc.). See also).
- the first wall 111 is configured to extend in the Y direction, and is provided in pairs on both sides in the X direction.
- an arrangement portion 111A on which an ultrasonic motor, which will be described later, is arranged is provided on the inner surface of the housing 10 on the first wall 111 on the + side in the X direction.
- the arrangement portions 111A are provided on both sides of the central portion in the Y direction on the first wall 111 on the + side in the X direction.
- the first wall 111 on the + side in the X direction corresponds to the "side wall" of the present invention.
- a terminal arrangement portion 111C is provided on the first wall 111 on the + side in the X direction.
- the terminal portion 130 arranged over the inside and outside of the housing 10 is arranged through a gap formed between the first wall 111 and the bottom wall portion 12 (see FIG. 7 and the like). ..
- the portion of the terminal portion 130 arranged outside the housing 10 is connected to a predetermined wiring of the camera-mounted device.
- an engaged portion 111B with which the positioning portion 121 of the bottom wall portion 12 is engaged is formed.
- the second wall 112 is configured to extend in the X direction and is provided so as to connect the + side ends of the pair of first walls 111 in the Y direction. Further, support portions 112A for supporting the support shaft 50 are provided on both sides in the X direction on the top surface (the surface on the + side in the Z direction) of the second wall 112. On the outer surface of the second wall 112, an arrangement portion 112B on which the imaging unit 40 is arranged is provided.
- a guide support portion 112C and an opening 112D are provided in the arrangement portion 112B of the second wall 112.
- the guide support portion 112C is a hole for supporting the guide shafts 81 and 82, which will be described later, and is provided on the + side of the opening 112D in the arrangement portion 112B in the X direction.
- Two guide support portions 112C are provided side by side in the Z direction.
- the opening 112D is an opening into which the fourth lens unit 34 of the lens portion 30 fits, and is provided at the central portion in the X direction in the arrangement portion 112B.
- the third wall 113 is provided at each of the negative end portions of the pair of first walls 111 in the Y direction.
- the pair of third walls 113 are provided so as to surround the space composed of the first wall 111 and the second wall 112, respectively.
- the pair of third walls 113 are spaced apart from each other so that the first lens unit 31 of the lens portion 30 can enter, and a cross-linking portion that bridges the negative end portion of each third wall 113 in the Z direction. 113A is provided.
- a support portion 113B for supporting the support shaft 50 is provided on the top surface (the surface on the + side in the Z direction) of the pair of third walls 113.
- a guide support portion 113C for supporting the guide shafts 81 and 82, which will be described later, is provided near the central portion of the third wall 113 on the + side in the X direction in the Z direction.
- the guide support portion 113C is a long hole having a length in the Z direction corresponding to the arrangement range of the two guide support portions 112C on the second wall 112 described above.
- the guide support portion 113C can support the guide shafts 81 and 82 supported by the two guide support portions 112C on the second wall 112, respectively.
- the fourth wall 114 constitutes the bottom wall of the space composed of the first wall 111, the third wall 113 corresponding to the first wall 111, and the second wall 112, respectively. It is provided in the area corresponding to the third wall 113 in the direction (see also FIG. 7). Therefore, there is a gap between the fourth walls 114 on both sides in the X direction.
- the fourth wall 114 corresponds to the "bottom wall" of the present invention.
- the bottom wall portion 12 is, for example, a substantially rectangular metal plate constituting the wall on the ⁇ side in the Z direction of the housing 10, and the fourth walls 114 and the fourth walls 114 on both sides in the X direction. It is provided so as to bridge a pair of first walls 111. That is, the bottom wall portion 12 is arranged so as to cover the fourth wall 114 on the side of the fourth wall 114 opposite to the first wall 111.
- the bottom wall portion 12 is integrated with the bottom surface portion of the side wall portion 11 including the bottom portion of the pair of first walls 111 by insert molding. Further, the end portion of the bottom wall portion 12 on the ⁇ side in the Y direction is cut out so that the portion of the bottom wall portion 12 does not exist in the portion corresponding to the first lens unit 31.
- Positioning portions 121 are provided at both ends of the bottom wall portion 12 in the X direction.
- the positioning portion 121 is provided so as to project from both side ends of the bottom wall portion 12, and engages with the engaged portion 111B of the first wall 111 described above. As a result, the bottom wall portion 12 can be positioned in the Y direction.
- the positioning portion 121 of the bottom wall portion 12 is connected to a member connected to the ground (for example, a lid member (not shown) of the housing 10). Therefore, the bottom wall portion 12 is grounded.
- bent portions 122 are provided at the side ends of the bottom wall portion 12 in the X direction and the Y direction.
- the bent portion 122 is provided by bending the side end to the + side in the Z direction.
- a groove (not shown) into which the bent portion 122 enters is formed in the portion of the housing 10 corresponding to the bent portion 122. By inserting the bent portion 122 into this groove, the bottom wall portion 12 is fixed to the housing 10.
- a plurality of half punches 123 arranged in the Y direction are formed on the surface of the bottom wall portion 12.
- the half punch 123 is provided over the bottom wall portion 12 in the X direction. In this embodiment, a total of five half punches 123 are provided.
- the strength of the bottom wall portion of the housing 10 can be improved.
- the lens unit 30 is provided in a region sandwiched between a pair of first walls 111, including a region through which the reflected light L2 (see FIG. 2) from the reflection drive unit 20 passes. ing.
- the lens unit 30 has a first lens unit 31, a second lens unit 32, a third lens unit 33, and a fourth lens unit 34 arranged side by side in the Y direction.
- the lens unit 30 corresponds to the "optical unit" of the present invention.
- the first lens unit 31 is arranged on the most upstream side of the reflected light L2 in the incident direction (direction toward the + side in the Y direction), and is fixed between the pair of third walls 113 in the housing 10.
- the side surface of the first lens unit 31 is configured to be curved so that the central portion in the Z direction is convex, for example.
- the side surface of the third wall 113 on the first lens unit 31 side has, for example, a shape along the side surface of the first lens unit 31, and is configured to fit the curved portion of the first lens unit 31. .. As a result, the first lens unit 31 is fixed between the pair of third walls 113.
- the second lens unit 32 is arranged on the downstream side of the first lens unit 31 in the incident direction, and has a main body portion 32A and a supported portion 32B.
- the third lens unit 33 is arranged on the downstream side of the second lens unit 32 in the incident direction, and has a main body portion 33A and a supported portion 33B.
- the second lens unit 32 corresponds to the "first movable portion" of the present invention
- the third lens unit 33 corresponds to the "second movable portion" of the present invention.
- the main body portions 32A and 33A are portions for holding the lens through which the light passing through the first lens unit 31 passes.
- the supported portions 32B and 33B are portions that are movably supported by the support shaft 50, and are provided on both sides of the main body portions 32A and 33A in the X direction, respectively.
- the lens included in the main body 32A of the second lens unit 32 corresponds to the "first optical element” of the present invention.
- the lens included in the main body 33A of the third lens unit 33 corresponds to the "second optical element” of the present invention.
- the fourth lens unit 34 is arranged on the most downstream side in the incident direction, and includes a lens.
- the fourth lens unit 34 is supported by the support shaft 50 at a position adjacent to the second wall 112 of the housing 10. Further, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the convex portion 34A is provided on the + side surface of the fourth lens unit 34 in the Y direction.
- the lenses in the first to fourth lens units 31 to 34 may be assembled to the housing 10 when the optical element driving device is manufactured, or the housing 10 may be assembled from the optical element driving device when the camera module 1 is manufactured. It may be assembled in.
- the convex portion 34A has a size that can be fitted into the opening 112D of the second wall 112.
- the fourth lens unit 34 is fixed to the housing 10 by fitting the convex portion 34A to the opening 112D.
- the support shaft 50 is made of, for example, stainless steel.
- the support shaft 50 extends in the Y direction and is provided in each of the regions of the pair of third walls 113.
- Each support shaft 50 is configured to have the same length as each other in the present embodiment, and is supported by the support portion 113B of the third wall 113 and each support portion 112A of the second wall 112.
- the lens drive unit 60 is provided corresponding to each of the second lens unit 32 and the third lens unit 33, and under the control of the drive control unit 100 described above, the corresponding second lens unit 32 and the third lens unit 33 are provided. Move any of them independently.
- the lens driving unit 60 is arranged in the region of the fourth wall 114 surrounded by the first wall 111, the second wall 112, and the third wall 113 on the + side in the X direction. That is, as shown in FIG. 7, the lens driving unit 60 is arranged on one end side of both ends of the housing 10 that sandwich the optical axis O in the second lens unit 32 and the third lens unit 33.
- the two lens driving units 60 are provided side by side in the Y direction.
- the lens driving unit 60 on the ⁇ side in the Y direction drives the second lens unit 32 in the Y direction
- the lens driving unit 60 on the + side in the Y direction drives the third lens unit 33 in the Y direction. That is, the lens driving unit 60 on the ⁇ side in the Y direction corresponds to the “first driving unit” of the present invention, and the lens driving unit 60 on the + side in the Y direction corresponds to the “second driving unit” of the present invention. Corresponds to.
- each lens driving unit 60 has substantially the same configuration in the present embodiment, only the lens driving unit 60 corresponding to the second lens unit 32 will be described in the following description unless otherwise specified. The description of the lens driving unit 60 corresponding to the third lens unit 33 will be omitted. Further, since each lens driving unit 60 is symmetrically arranged in the Y direction in the present embodiment, the relationship between the + side and the ⁇ side of the lens driving unit 60 corresponding to the third lens unit 33 in the Y direction is the second. The relationship between the + side and the-side in the Y direction in the lens driving unit 60 corresponding to the two lens unit 32 is opposite.
- the lens driving unit 60 includes a frame 61, a connecting unit 62, an intervening unit 63, an ultrasonic motor 64, and a guide unit 80.
- the frame 61 is connected to either one of the supported portions 32B and 33B of the second lens unit 32 and the third lens unit 33 via the connecting portion 62.
- the frame 61 is configured to be movable in the direction of the optical axis O by the guide portion 80 guiding the movement in the direction of the optical axis O (Y direction).
- the second lens unit 32 or the third lens unit 33 connected to the frame 61 via the connecting portion 62 also moves along the support shaft 50. There is.
- the frame 61 has a guided portion 611 and a magnet holding portion 612.
- the guided portion 611 is a portion where the guide portion 80 guides the movement of the frame 61 in the Y direction, and is provided at a position corresponding to the guide portion 80 in the X direction.
- the guided portion 611 has a first portion 611A, a second portion 611B, a third portion 611C, and a fourth portion 611D.
- the first portion 611A is a portion that constitutes the top surface (the surface on the + side in the Z direction) of the frame 61, and is configured to extend in the direction of the optical axis (Y direction).
- the first portion 611A is provided so as to cover the guide portion 80 from the + side in the Z direction.
- a connecting portion 62 (see FIG. 7) is provided on the surface of the first portion 611A on the + side in the Z direction.
- the connecting portion 62 is formed on the + side surface of the frame 61 in the Z direction and in the Y direction of any of the supported portions 32B and 33B of the second lens unit 32 and the third lens unit 33. It is a plate-shaped spring member (elastic member) fixed to the surface on the minus side of the lens. Since the connecting portion 62 is composed of a spring member, even if the positional relationship between the frame 61 and the supported portions 32B and 33B is displaced due to manufacturing tolerances or the like, the displacement of the positional relationship is absorbed by the elastic force of the spring member. Can be done.
- the second portion 611B extends from the negative end of the first portion 611A in the Y direction (one end of the first portion 611A) to the negative side in the Z direction (predetermined direction). This is a portion that supports the first guide shaft 81 and the second guide shaft 82.
- a shaft hole 611E penetrating in the Y direction is formed in the second portion 611B.
- the shaft hole 611E is provided at a position corresponding to the first guide shaft 81 described later, and the first guide shaft 81 is passed through the shaft hole 611E.
- a shaft engaging portion 611F is formed at the end on the-side in the Z direction of the second portion 611B.
- the shaft engaging portion 611F is provided at a position where it can engage with the second guide shaft 82, which will be described later, and engages with the second guide shaft 82 from the + side in the Z direction.
- the third portion 611C is a portion that extends from the + side end of the first portion 611A in the Y direction (the other end of the first portion 611A) to the ⁇ side in the Z direction to support the second guide shaft 82. More specifically, the third portion 611C extends to a position where the negative end in the Z direction has a predetermined distance from the second guide shaft 82.
- a shaft hole 611G penetrating in the Y direction is formed in the third portion 611C.
- the shaft hole 611G is provided at a position corresponding to the first guide shaft 81, and the first guide shaft 81 is passed through the shaft hole 611G.
- the fourth part 611D is a part extending from the + side end of the first part 611A in the X direction.
- the fourth portion 611D is provided over the entire Y direction of the first portion 611A, and is arranged so as to cover the guide portion 80 from the + side in the X direction.
- an absorption unit 613 is provided between the fourth portion 611D and the guide portion 80 (second guide shaft 82).
- the absorbing portion 613 is composed of a spring member and is arranged between the fourth portion 611D and the second guide shaft 82.
- the absorption unit 613 urges the second guide shaft 82 to the ⁇ side in the X direction with respect to the fourth portion 611D. As a result, the absorption unit 613 absorbs the deviation of the positional relationship between the frame 61 and the guide unit 80.
- the magnet holding portion 612 is a portion that holds the magnet portion 614 for position detection, and is from the end of the fourth portion 611D on the ⁇ side in the Z direction to the ⁇ side in the X direction. It is extending.
- a recess 612A is formed at the end of the magnet holding portion 612 on the-side in the Z direction, and the magnet portion 614 is held in the recess. Further, a position detection unit 70 is provided at a portion of the housing 10 facing the magnet unit 614.
- the position detection unit 70 is, for example, a Hall element that detects the position of the frame 61 in the Y direction, and detects the position of the magnet unit 614 based on a predetermined reference position.
- the predetermined reference position is a position common to each of the two magnets 614A and 614B, and is set to an appropriate position such as, for example, the + side or-side end of the bottom wall portion 12 in the Y direction.
- one magnet 614A is arranged so that the north pole faces the position detection unit 70
- the other magnet 614B is arranged so that the south pole faces the position detection unit 70. That is, the two magnets 614A and 614B are in the direction in which the magnet unit 614 and the position detection unit 70 face each other (Z direction in the present embodiment), and different poles face the position detection unit 70. As you can see, each is magnetized.
- the magnets 614A and 614B are arranged in contact with each other. Therefore, different poles are arranged adjacent to each other on the surface 614C of the magnet unit 614 facing the position detection unit 70.
- the magnet portion 614 is arranged so as to be inclined with respect to the Y direction. That is, the boundary 614D between different poles in the magnet portion 614 extends inclined with respect to the optical axis (Y direction).
- the position detection unit 70 can change the ratio of the N pole and the ratio of the S pole in the opposite portion of the magnet unit 614 according to the movement of the frame 61 in the Z direction.
- the position detection unit 70 faces the + side end portion of the magnet unit 614 in the Y direction.
- the position detection unit 70 faces a portion having a large proportion of the magnet 614A, which is the north pole at the end portion.
- the magnet portion 614 As the frame 61 moves to the + side in the Y direction, the magnet portion 614 also moves together with the frame 61, so that the facing portion of the position detection unit 70 in the magnet portion 614 changes. Since the magnet portion 614 is inclined, the proportion of the S pole in the portion facing the position detecting portion 70 gradually increases.
- the ratio of the S pole (magnet 614B) and the ratio of the N pole (magnet 614A) are substantially equal.
- the portion facing the position detection unit 70 is the portion facing the position detection unit 70.
- the portion where the proportion of the S pole (magnet 614B) is large is the position. It is a portion facing the detection unit 70.
- the strength of the magnetic force detected by the position detection unit 70 can be made different for each position of the frame 61, so that the position detection unit 70 can accurately detect the position of the frame 61 in the Y direction.
- the magnet portions 614 of the lens driving portions 60 on both sides in the Y direction are arranged so that the same poles face each other when they face each other in the Y direction. That is, the magnet 614A in the magnet portion 614 on the ⁇ side in the Y direction faces the magnet 614A at a position close to the magnet 614A in the magnet portion 614 on the + side in the Y direction. Further, the magnet 614B in the magnet portion 614 on the ⁇ side in the Y direction faces the magnet 614B at a position close to the magnet 614B in the magnet portion 614 on the + side in the Y direction.
- an intervening portion 63 is provided above the magnet holding portion 612.
- the intervening portion 63 has a first intervening member 631 and a second intervening member 632.
- the first intervening member 631 is composed of, for example, a flat metal member, and is adhered to the surface on the + side of the fourth portion 611D of the frame 61 in the X direction.
- Two protrusions D1 and D2 are provided on the surface of the fourth portion 611D on the + side in the X direction.
- the two protrusions D1 and D2 project from the surface of the fourth portion 611D and are arranged side by side in the Y direction.
- the protrusion D1 is provided near the negative end in the Y direction of the fourth portion 611D
- the protrusion D2 is provided near the + side end of the fourth portion 611D in the Y direction. Has been done.
- the first intervening member 631 is arranged parallel to the direction of the optical axis (Y direction), and has engaging holes 631A and 631B that engage with the two protrusions D1 and D2.
- the engagement hole 631A is arranged near the central portion of the first intervening member 631 in the Y direction and engages with the protrusion D1.
- the engaging hole 631A is formed to have a size that allows the intervening portion 63 (first interposing member 631) to rotate around the engaging hole 631A to which the protruding portion D1 is engaged and the protrusion D1 is engaged. Has been done.
- the engagement hole 631B is arranged near the + side end of the first intervening member 631 in the Y direction and engages with the protrusion D2.
- the engaging hole 631B is formed in a size that can be engaged with the protrusion D2 and has a distance such that the inner edge of the engaging hole 631B can move with respect to the protrusion D2 (see FIG. 13B).
- the intervening portion 63 is centered on the engaging hole 631A (protrusion D1) within the range of the engaging hole 631B. It becomes possible to rotate in. As a result, the posture of the intervening portion 63 can be adjusted so that the contact portion 632B of the intervening portion 63 is parallel to the guide shaft.
- the second intervening member 632 is composed of, for example, a plate-shaped metal member, and is adhesively fixed to, for example, the first intervening member 631.
- the second intervening member 632 has a main body portion 632A and a contact portion 632B.
- the main body portion 632A has a plane parallel to the direction of the optical axis (Y direction), and is a portion that is adhesively fixed to the first intervening member 631.
- the main body 632A is formed with holes A1 and A2 through which the two protrusions D1 and D2 of the fourth portion 611D of the frame 61 pass.
- the contact portion 632B is a portion where the vibrator of the ultrasonic motor 64 comes into contact with the contact portion 632B, and is configured by bending both ends of the main body portion 632A in the Z direction toward the side opposite to the lens portion.
- the main body portion 632A connecting the pair of contact portions 632B is arranged so as to cover the ultrasonic motor 64 from the X direction ⁇ side, and the contact portion 632B sandwiches the ultrasonic motor 64 (resonant portion 641). Be placed.
- the intervening portion 63 By configuring the intervening portion 63 in this way, a force acts on the contact portion 632B from the vibrator of the ultrasonic motor 64 to generate a thrust in the intervening portion 63 in the direction of the optical axis (Y direction). As a result, it is possible to apply thrust to move the intervening portion 63 to the frame 61 in the direction of the optical axis (Y direction).
- a plurality of openings C1, C2, C3, and C4 are formed in the connecting portion 632C between the main body portion 632A and the contact portion 632B.
- a plurality of openings C1, C2, C3, and C4 are arranged side by side in the Y direction on both sides of the connecting portion in the Y direction.
- the two openings C2 and C3 on the center side in the Y direction are longer in the Y direction than the two openings C1 and C4 on both ends in the Y direction.
- the length in the Z direction is long.
- the connecting portion 632C constitutes five connecting portions 632D arranged at intervals in the direction of the optical axis by forming the four openings C1, C2, C3, and C4.
- each connection portion 632D in the Y direction is wider than that of the connection portion 632D located from the center to the outside in the Y direction.
- the middle connecting portion 632D in the Y direction is the narrowest of the five connecting portions 632D.
- the connection portions 632D at both ends in the Y direction are the widest of the five connection portions 632D.
- the connection portion 632D located between the middle connection portion 632D and the connection portions 632D at both ends is wider than the middle connection portion 632D and narrower than the connection portions 632D at both ends.
- the connecting portion 632C becomes weaker as it is located closer to the end, in the present embodiment, in the connecting portion 632C, the size of the openings C1, C2, C3, C4 and the connecting portion 632D By changing the width, the strength of the connecting portion 632C is adjusted.
- the pressing force applied by the vibrator 641B at each position of the contact portion 632B can be equalized in the entire Y direction.
- the stepless optical zoom function is activated, even if the movable portion is moved within a relatively long movement range, the moving force by the intervening portion 63 is stably generated. be able to.
- the ultrasonic motor 64 is a drive source for generating a driving force for moving the frame 61, and the respective arrangement portions 111A of the first wall 111 on the + side in the X direction ( It is fixedly arranged in (see FIG. 3 etc.).
- the ultrasonic motor 64 has a resonance portion 641, a piezoelectric element 642, a first electrode 643, and a second electrode 644.
- the ⁇ side ultrasonic motor 64 in the Y direction corresponds to the “first ultrasonic motor” of the present invention
- the + side ultrasonic motor 64 in the Y direction corresponds to the “second ultrasonic motor” of the present invention. Corresponds to.
- the resonance portion 641 is formed of, for example, a conductive material, resonates with the vibration of the piezoelectric element 642, and converts the vibration motion into the linear motion of the frame 61. Specifically, the resonance portion 641 vibrates in an inclined direction inclined with respect to the direction of the optical axis (Y direction) based on the vibration of the piezoelectric element 642 and presses the intervening portion 63 to press the intervening portion 63. A thrust that moves in the direction of the optical axis is generated in the frame 61 via the frame 61.
- the resonance portion 641 is arranged so as to be sandwiched between the two contact portions 632B in the intervening portion 63. As shown in FIG. 17, the resonance portion 641 has a body portion 641A, two vibrators 641B, a protruding portion 641C, and an energizing portion 641D.
- the body portion 641A is formed, for example, in a substantially rectangular shape, and is a portion sandwiched between the piezoelectric elements 642.
- the two vibrators 641B extend in the Y direction from both ends of the body portion 641A in the Z direction.
- the two oscillators 641B have a symmetrical shape, and their respective free ends come into contact with the contact portion 632B of the intervening portion 63.
- the protruding portion 641C extends from the central portion of the body portion 641A in the Z direction to the + side in the Y direction.
- the energizing portion 641D extends from the central portion of the body portion 641A in the Z direction to the side opposite to the protruding portion 641C (-side in the Y direction).
- the piezoelectric element 642 is, for example, a vibrating element formed of a ceramic material, for example, in a plate shape, and generates vibration by applying a high frequency voltage.
- Two piezoelectric elements 642 are provided, and are arranged so as to sandwich the body portion 641A of the resonance portion 641 in the X direction.
- the first electrode 643 has a sandwiching portion 643A that sandwiches the resonance portion 641 and the piezoelectric element 642, and an electrode portion 643B to which a voltage is applied.
- the first electrode 643 applies a voltage to the piezoelectric element 642 via the sandwiching portion 643A that sandwiches the piezoelectric element 642 or the like.
- the second electrode 644 is electrically connected to the energized portion 641D of the resonance portion 641.
- the first electrode 643 and the second electrode 644 come into contact with the terminal portion 130 described above inside the housing 10 (see FIG. 15).
- Two piezoelectric elements 642 are attached to the body portion 641A of the resonance portion 641 and sandwiched between the first electrodes 643, so that they are electrically connected to each other. For example, when one of the feeding paths is connected to the first electrode 643 and the other is connected to the second electrode 644, a voltage is applied to the piezoelectric element 642 and vibration is generated.
- the resonance unit 641 has at least two resonance frequencies and deforms with different behaviors with respect to each resonance frequency.
- the overall shape of the resonant portion 641 is set so that it deforms with different behaviors with respect to the two resonant frequencies.
- the different behaviors are the behavior of moving the frame 61 to the + side in the Y direction via the intervening portion 63 and the behavior of moving the frame 61 to the ⁇ side.
- the resonance portion 641 is arranged so that the vibrator 641B faces any of the pair of contact portions 632B of the intervening portion 63, each contact when the two vibrators 641B are deformed.
- the tip of the vibrator 641B presses the contact portion 632B in a direction inclined with respect to the Y direction from the opposite side of the portion 632B (see arrow A).
- each contact portion 632B When each contact portion 632B is pressed in the direction of arrow A by the tip of the vibrator 641B, a reaction force is generated at each contact portion 632B to return to the vibrator 641B side.
- the intervening portion 63 generates a reaction force in the direction from the outside to the inside of the pair of contact portions 632B based on the contact between each vibrator 641B and the pair of contact portions 632B.
- the reaction force of the intervening portion 63 with respect to the pressing of the vibrator 641B causes the friction generated between the vibrator 641B and the contact portion 632B, and a thrust in the Y direction is generated in the intervening portion 63.
- a thrust (see arrow B) that moves in the Y direction is applied to the frame 61 that is adhered to the intervening portion 63.
- the second lens unit 32 or the third lens unit 33 connected to the frame 61 moves in the Y direction.
- the contact portion 632B is configured to extend in the Y direction, the contact portion 632B is pressed by the vibrator 641B and moves in the Y direction while making contact with the vibrator 641B so as to slide. Therefore, since the contact portion 632B is continuously pressed by the vibrator 641B, the frame 61 bonded to the intervening portion 63 can be continuously moved in the Y direction.
- the pressing direction of the vibrator 641B is the direction of arrow A
- the sliding direction of the contact portion 632B is the direction of arrow B
- the pressing direction of the vibrator 641B is In the direction of arrow C
- the sliding direction of the contact portion 632B is in the direction of arrow D.
- each of the ultrasonic motors 64 provided on the first walls 111 on both sides in the X direction. That is, each ultrasonic motor 64 independently drives each of the second lens unit 32 and the third lens unit 33 in the direction of the optical axis.
- the guide portion 80 is arranged in the region of the fourth wall 114 surrounded by the first wall 111, the second wall 112, and the third wall 113 on the + side in the X direction. That is, the guide portion 80 is arranged on one end side of the housing 10 on both ends of the second lens unit 32 and the third lens unit 33 that sandwich the optical axis O (see also FIG. 7).
- the first guide portions 80 extend in the direction of the optical axis (Y direction) and are arranged apart from each other so as to support both of the two frames 61 so as to be movable in the direction of the optical axis. It has a guide shaft 81 and a second guide shaft 82.
- the first guide shaft 81 and the second guide shaft 82 are made of, for example, stainless steel, and support the guides of the second wall 112 and the third wall 113 on both end sides (both ends in the X direction) of the optical axis in the housing 10. It is supported by a part (not shown).
- the first guide shaft 81 is a guide shaft that guides the movement of the frame 61 by supporting the second portion 611B and the third portion 611C of the guided portion 611 in the frame 61.
- the second guide shaft 82 is arranged parallel to the first guide shaft 81 on the ⁇ side (fourth wall 114 side) in the Z direction of the first guide shaft 81, and is the second portion 611B of the guided portion 611 in the frame 61. It is a guide shaft that guides the movement of the frame 61 by supporting (engaging) the frame 61. Further, the first guide shaft 81 and the second guide shaft 82 are arranged at substantially the same positions as the above-mentioned support shaft 50 in the X direction (see FIG. 10). As described above, the strength of the housing 10 can be improved by providing two guide shafts, the first guide shaft 81 and the second guide shaft 82, for guiding the movement of the lens driving unit 60.
- the second guide shaft 82 is supported by a bearing portion 114A provided on the fourth wall 114.
- the bearing portion 114A is provided between the two frames 61 so as to project from the fourth wall 114 on the + side in the Z direction, and is arranged in a range near the central portion in the Y direction of the second guide shaft 82.
- the second guide shaft 82 is adhesively fixed to the bearing portion 114A. Further, the bearing portion 114A is arranged in a range including the center 82A of the second guide shaft 82 in the X direction (between both ends sandwiching the optical axis) (see FIG. 10).
- the bearing portion 114A is provided at a position where it can come into contact with the second portion 611B of the frame 61. Therefore, when the frame 61 moves to the + side in the Y direction, the second portion 611B of the frame 61 and the bearing portion 114A come into contact with each other (see FIG. 20). As a result, the bearing portion 114A restricts the movement of the frame 61.
- the terminal portion 130 is arranged over the inside and outside of the housing 10 through, for example, a gap formed between the first wall 111 on the + side in the X direction and the bottom wall portion 12. Will be done.
- the terminal portion 130 has an outer terminal portion 131 connected to wiring from the outside (camera mounting device) and an inner terminal portion 132 conducting with the substrate portion 140 inside the housing 10.
- the outer terminal portion 131 is a portion arranged in the terminal arrangement portion 111C described above, and has a plurality of external terminals 131A.
- the inner terminal portion 132 is a portion arranged in the substrate portion 140 arranged at a position corresponding to the fourth wall 114 on the + side in the X direction inside the housing 10, and is driven by the plurality of conductive terminals 132A. It has a terminal 132B.
- the conduction terminal 132A is a terminal that conducts the input / output terminal of the board portion 140 and each external terminal 131A.
- the drive terminal 132B is a terminal in which a voltage for driving the ultrasonic motor 64 is input / output in contact with the electrode of the ultrasonic motor 64 described above.
- the board unit 140 is a circuit having, for example, wiring for inputting the drive voltage of the camera module 1 and wiring for outputting the detection signal of the position detection unit 70 to the outside. It is a board.
- the substrate portion 140 is composed of a flexible substrate, and has a first substrate 141 and a second substrate 142.
- the first substrate 141 and the second substrate 142 are integrally configured.
- the first substrate 141 corresponds to the "first flexible substrate” of the present invention
- the second substrate 142 corresponds to the "second flexible substrate” of the present invention.
- the first substrate 141 is a substrate arranged at a position corresponding to the fourth wall 114 on the + side in the X direction, and is configured to extend in the Y direction.
- the first substrate 141 has an input / output terminal 141A that conducts with the inner terminal portion 132 of the terminal portion 130, and a detection terminal 141B connected to the position detection unit 70 (Hall element).
- the input / output terminal 141A is provided at a position corresponding to the inner terminal portion 132 of the terminal portion 130.
- One detection terminal 141B is provided at each of the position detection units 70 of the two lens drive units 60, one on the + side end in the Y direction and one on the ⁇ side end in the Y direction.
- a substrate arranging portion 114B is provided at a portion of the fourth wall 114 on the + side in the X direction corresponding to the first substrate 141.
- the substrate arranging portions 114B are provided at positions corresponding to both ends of the first substrate 141 in the Y direction and at positions recessed on the ⁇ side in the Z direction with respect to the surface of the fourth wall 114.
- the substrate arranging portion 114B is provided at a position where the amount of depression with respect to the surface of the fourth wall 114 is larger than the thickness of the first substrate 141 and the second substrate 142.
- the surface of the fourth wall 114 is located at a position protruding from the first substrate 141 and the second substrate 142.
- the portion of the fourth wall 114 corresponding to the second substrate 142 is also cut out. Specifically, in the fourth wall 114 on the + side in the X direction, a portion corresponding to a connection portion between the first substrate 141 and the first extending portion 144A, which will be described later, is cut out. Further, in the fourth wall 114 on the ⁇ side in the X direction, portions corresponding to the boosting arrangement portion 143, the second extending portion 144B, and the grounding portion 144C, which will be described later, are cut out. Therefore, since the fourth wall 114 does not exist in the portion where the second substrate 142 is provided, the second substrate 142 is arranged so as to face the bottom wall portion 12.
- the second substrate 142 is a substrate having wiring for conducting the booster portion 150 and the lens drive portion 60, and has a booster arrangement portion 143 and a substrate connection portion 144. ..
- the booster arrangement unit 143 is a substrate for arranging the booster unit 150, and is arranged at a position corresponding to a substantially central portion in the Y direction on the fourth wall 114 on the-side in the X direction. As will be described later, two inductors 150A and 150B are arranged side by side in the Y direction in the booster arrangement unit 143 (see FIG. 27).
- the board connecting portion 144 is a substrate for connecting the first substrate 141 and the boosting arrangement portion 143, and has a first extending portion 144A, a second extending portion 144B, and a grounding portion 144C.
- the first extending portion 144A is configured to extend in the X direction from the end on the + side of the first substrate 141 in the Y direction on the + side in the X direction.
- the first extending portion 144A is provided from a portion corresponding to the fourth wall 114 on the + side in the X direction to a portion corresponding to the fourth wall 114 on the ⁇ side in the X direction. Further, the first extension portion 144A is arranged at a position corresponding to the movement range of the third lens unit 33 in the lens portion 30.
- the first extending portion 144A is ⁇ Z direction from the surface of the fourth wall 114. It is provided at a position on the side, that is, a position away from the lens portion 30. As a result, the first extension portion 144A of the second substrate 142 can be made less likely to interfere with the lens portion 30 as compared with the configuration in which the substrate portion 140 is arranged on the surface of the fourth wall 114.
- the second substrate 142 is made of a flexible substrate, the second substrate 142 can be made relatively thin, so that the second substrate 142 can be made less likely to interfere with the lens portion 30.
- the bottom surface of the main body 33A of the third lens unit 33 is located on the + side in the Z direction with respect to the bottom surface of the main body 32A of the second lens unit 32, and the first extension 144A of the second substrate 142 It is located on the + side of the Z direction from the surface of.
- the first extension portion 144A of the second substrate 142 is arranged at a position corresponding to the movement range of the third lens unit 33, so that the first extension portion 144A is arranged at a position that does not interfere with the third lens unit 33. Will be there.
- the second extension portion 144B is provided at a position corresponding to the fourth wall 114 on the-side in the X direction, and the end of the first extension portion 144A on the-side in the X direction. It extends from the portion to the ⁇ side in the Y direction and is connected to the boosting arrangement portion 143. Further, since the image pickup unit 40 (image sensor) is provided on the second wall 112 of the housing 10, the second extension portion 144B extends to the side away from the image pickup unit 40.
- the grounding portion 144C is a portion of the second substrate 142 that is grounded via the bottom wall portion 12.
- the grounding portion 144C is provided at a portion of the first extending portion 144A corresponding to the fourth wall 114 on the-side in the X direction, and is provided on the + side of the first extending portion 144A in the Y direction. It is provided so as to project from the end face to the + side in the Y direction.
- the portion 12A of the bottom wall portion 12 corresponding to the ground contact portion 144C is gold-plated. Further, as will be described later, the back surface of the ground contact portion 144C is subjected to a copper plating treatment. Then, as shown in FIG. 25, the ground contact portion 144C and the bottom wall portion 12 are joined by a joining member 144D such as solder.
- the grounding portion 144C and the bottom wall portion 12 are electrically connected, and since the bottom wall portion 12 is grounded as described above, the grounding portion 144C is grounded. Further, by applying the gold plating treatment to the bottom wall portion 12, it is possible to facilitate the conduction between the ground contact portion 144C and the bottom wall portion 12.
- the wiring unit 145 has a first input wiring 145A, a first output wiring 145B, a second input wiring 145C, and a second output wiring 145D.
- the first input wiring 145A, the first output wiring 145B, the second input wiring 145C, and the second output wiring 145D are provided so as to follow the shape of the second substrate 142.
- the first input wiring 145A and the first output wiring 145B are wirings corresponding to the inductor 150A on the ⁇ side in the Y direction described later, and the second input wiring 145C and the second output wiring 145D are the + side in the Y direction described later. This is the wiring corresponding to the inductor 150B of.
- the first input wiring 145A and the first output wiring 145B are larger than the second input wiring 145C and the second output wiring 145D on the negative side in the Y direction in the booster arrangement portion 143 due to the positional relationship between the inductors 150A and 150B. It is configured to be long.
- the first input wiring 145A and the second input wiring 145C are wirings to which input voltages to the inductors 150A and 150B are input.
- the first output wiring 145B and the second output wiring 145D are wirings that output the output voltage obtained by boosting the input voltage by the inductors 150A and 150B to the ultrasonic motor 64.
- the first input wiring 145A and the first output wiring 145B are located so as to be surrounded by the second input wiring 145C and the second output wiring 145D. Specifically, the first input wiring 145A and the first output wiring 145B are arranged in the region on the-side of the second input wiring 145C and the second output wiring 145D in the first extension portion 144A in the Y direction. There is. Further, the first input wiring 145A and the first output wiring 145B are arranged in the region on the ⁇ side of the second extension portion 144B in the X direction with respect to the second input wiring 145C and the second output wiring 145D.
- the first output wiring 145B is arranged along the edge of the second substrate 142 on the-side in the Y direction or the + side in the X direction.
- the first input wiring 145A is arranged inside the second substrate 142 with respect to the first output wiring 145B.
- the second output wiring 145D is arranged along the + side edge in the Y direction or the ⁇ side edge in the X direction on the second substrate 142.
- the second input wiring 145C is arranged inside the second substrate 142 with respect to the second output wiring 145D.
- first input wiring 145A and the second input wiring 145C are arranged at positions adjacent to each other on the second substrate 142.
- the first output wiring 145B and the second output wiring 145D corresponding to the output voltage boosted by the inductors 150A and 150B can be separated from each other, so that the influence of magnetic noise on the output voltage can be reduced. can.
- the shield portion 146 is a portion for shielding the wiring portion 145 from noise, and has a first shield 146A and a second shield 146B.
- the first shield 146A is provided by, for example, copper-plating the edge portions of the first extension portion 144A and the second extension portion 144B and the grounding portion 144C so as to surround the wiring portion 145.
- the grounding portion 144C is grounded as described above, the first shield 146A is grounded via the grounding portion 144C. As a result, it is possible to reduce the influence of noise from the outside of the second substrate 142 on the wiring portion 145.
- the second shield 146B is located between the first input wiring 145A and the second input wiring 145C from the position corresponding to the boundary 143A of the two inductors 150A and 150B in the first shield 146A in the booster arrangement portion 143. It is provided along the first input wiring 145A and the second input wiring 145C.
- the regions of the first input wiring 145A and the first output wiring 145B and the regions of the second input wiring 145C and the second output wiring 145D are separated by the second shield 146B.
- the second shield 146B corresponds to the "separation portion" of the present invention.
- a plurality of through holes 146C are provided in the portion corresponding to the second shield 146B.
- the second shield 146B is connected to the surface of the second substrate 142 via the through hole 146C.
- the surface of the second substrate 142 is copper-plated.
- the surface of the second substrate 142 and the second shield 146B are electrically connected, so that the surface of the second substrate 142 is also grounded.
- the booster unit 150 has two inductors 150A and 150B and a cover unit 151.
- the inductors 150A and 150B are, for example, coil elements, and are arranged side by side in the Y direction on the booster arrangement portion 143.
- the inductor 150A on the ⁇ side in the Y direction corresponds to the lens drive unit 60 on the ⁇ side in the Y direction
- the inductor 150B on the + side in the Y direction corresponds to the lens drive unit 60 on the + side in the Y direction.
- the inductors 150A and 150B are electrically connected to the first substrate 141 and the terminal portion 130 by the above wiring portion 145.
- the inductors 150A and 150B boost the input voltage input via the wiring section 145, and supply the boosted output voltage to the ultrasonic motor 64 via the wiring section 145.
- the inductor in the case of a configuration in which the inductor is not provided in the housing, it is necessary to provide a space for arranging the inductor in the camera mounting device.
- the inductors vary widely from one to another, if an inductor is provided separately from the camera module, the characteristics of the inductor used at the time of delivery of the camera module and the inductor mounted on the camera mounting device may differ. It can happen. Therefore, the user needs to make a separate adjustment in consideration of the relationship with the camera module.
- the inductors 150A and 150B are provided in the housing 10, it is not necessary to provide a space for arranging the inductors in the camera mounting device, and the user has a relationship with the camera module 1. There is no need to make additional adjustments in consideration of the characteristics. As a result, in the present embodiment, the usability of the user can be improved.
- the cover portion 151 is, for example, iron (SPCC or the like), and is configured in a box shape corresponding to the region of the boosting arrangement portion 143.
- the cover portion 151 is provided so as to cover the two inductors 150A and 150B.
- the inductors 150A and 150B are provided in the housing 10, the usability of the user can be improved.
- the booster unit 150 is provided in the region on the-side in the X direction in which the lens drive unit 60 is not provided, the vacant space in the housing 10 can be effectively used.
- the substrate portion 140 is composed of a flexible substrate, the entire substrate portion 140 can be made thin. Therefore, the influence of the presence of the substrate connecting portion 144 in the region where the lens portion 30 is located can be reduced.
- the substrate connecting portion 144 does not interfere with the third lens unit 33, the influence of the presence of the substrate connecting portion 144 in the region where the lens portion 30 is located can be further reduced.
- the lens portion 30 is arranged at a position shifted to the + side in the Z direction so as not to interfere with the second substrate 142. You don't have to. As a result, the housing 10 can be miniaturized.
- the boosting portion 150 can be separated from the imaging unit 40. Therefore, it is possible to reduce the influence of the magnetic fields of the inductors 150A and 150B on the image sensor of the image pickup unit 40.
- each of the two inductors 150A and 150B is not mentioned, but for example, as shown in FIG. 28, a storage unit 90 for storing the variation data of the inductor is provided. Is also good.
- the storage unit 90 is, for example, a non-volatile memory or the like, and is provided at an arbitrary position of the housing 10, for example, an empty space on the second wall or the fourth wall.
- the drive control unit 100 drives the lens drive unit 60 based on the variation data stored in the storage unit 90.
- the storage unit may be the storage unit 71 built in the position detection unit 70 when a digital Hall element having a built-in storage unit is used in the position detection unit 70.
- the drive control unit 100 is provided outside the housing 10 (optical element drive device), but the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. It may be provided inside the body 10. Further, in this case, the storage unit 101 of the drive control unit 100 may store the variation data of the two inductors 150A and 150B.
- the booster unit 150 has two inductors 150A and 150B, but the present invention is not limited to this, and the booster unit may have one or more inductors. However, a configuration having inductors may be used according to the number of ultrasonic motors.
- the device including the lens driving unit 60, the boosting unit 150, and the like is used as the optical element driving device, but the present invention is not limited to this, and for example, the reflection driving unit 20 shown in FIG. 2 is configured.
- the device may be an optical element driving device.
- the optical element is a mirror 22, and an ultrasonic motor and a boosting part are provided in the reflection housing 21.
- the mirror is rotated by the drive of an ultrasonic motor.
- the boosting unit boosts the input voltage and supplies it to the ultrasonic motor.
- the reflection drive unit is provided with a mirror, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, a prism.
- the booster unit 150 has the cover unit 151, but the present invention is not limited to this, and the cover unit may not be provided.
- the second substrate 142 has the second extension portion 144B, but the present invention is not limited to this, and the second extension portion may not be provided.
- the first extending portion 144A is provided at a position corresponding to the moving range of the third lens unit 33, but the present invention is not limited to this and interferes with any lens unit. As long as it is not provided, it may be provided at any position.
- the ground contact portion 144C and the bottom wall portion 12 are conductively connected by the joining member 144D (solder), but the present invention is not limited to this, and for example, an adhesion made of a conductive resin is used.
- the ground contact portion and the bottom wall portion may be conductively connected by an agent or the like.
- the portion of the fourth wall 114 corresponding to the second substrate 142 is cut out, but the present invention is not limited to this, and the portion is not limited to this, unless it interferes with the lens unit. Does not have to be cut out and configured.
- the substrate portion 140 is composed of a flexible substrate, but the present invention is not limited to this, and the substrate portion 140 may be composed of a substrate other than the flexible substrate.
- the boosting unit 150 is arranged in the region of the fourth wall 114 on the side opposite to the lens driving unit 60, but the present invention is not limited to this, and the boosting unit 150 is on the same side as the lens driving unit. It may be arranged in the area of the fourth wall.
- first substrate 141 and the second substrate 142 are integrally configured, but the present invention is not limited to this, and the first substrate and the second substrate are separately configured. You may be.
- one position detection unit 70 is provided for each frame 61, but the present invention is not limited to this. It may be configured to have a plurality of position detection units 70 arranged side by side in the direction of the optical axis (Y direction).
- the configuration has two guide shafts, but the present invention is not limited to this, and for example, a configuration having three or more guide shafts may be used, or one guide shaft may be provided. It may have a configuration having.
- the support shafts 50 are provided on both sides in the X direction, but the present invention is not limited to this, and the support shafts 50 may be provided on only one side in the X direction.
- the side wall portion 11 and the bottom wall portion 12 of the housing 10 are insert-molded, but the present invention is not limited to this, and the bottom wall portion is adhered to the side wall portion 11. It may be something like fixing.
- the configuration has two movable lenses composed of the second lens unit 32 and the third lens unit 33, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and three or more movable lenses. It may have a structure having one movable lens, or it may have a structure having one movable lens.
- the configuration has four lens units, but the present invention is not limited to this, and as long as the configuration has at least one movable lens, a number of lens units are provided. Is also good. Further, in the case of the configuration having one movable lens, the lens driving unit is also one.
- the intervening portion 63 is formed by bending a plate-shaped metal member, but the present invention is not limited to this, and the main body portion and the contact portion constituting the intervening portion are formed. It may be composed of different members.
- the frame 61 and the intervening portion 63 are composed of separate members, but the present invention is not limited to this.
- the frame 61 and the intervening portion 63 may be integrally configured. That is, the lens driving unit may have a moving unit that moves in the direction of the optical axis according to the resonance of the resonance unit and is connected to each lens unit so as to transmit the movement in the direction of the optical axis.
- the connecting portion 62 connecting the frame 61 and the lens unit is composed of a spring member, but the present invention is not limited to this, and any member as long as it is an elastic member. It may be composed of members.
- the third portion 611C of the frame 61 is arranged at a distance from the second guide shaft 82, but the present invention is not limited to this, and the third portion is the second guide shaft. It may be a configuration that also supports.
- the bottom wall portion has a bent portion and a half punch, but the present invention is not limited to this, and a configuration having no bent portion and a half punch may be used.
- the resonance portion 641 has a configuration having two vibrators 641B, but the present invention is not limited to this, and for example, a configuration having one vibrator may be used.
- the drive control unit, the reflection drive control unit, and the image pickup control unit are separately provided, but the present invention is not limited to this, and the drive control unit, the reflection drive control unit, and the image pickup control unit are provided. At least two of them may be composed of one control unit.
- the bearing portion 114A is provided, but the present invention is not limited to this, and the bearing portion may not be provided.
- the absorption unit 613 is provided, but the present invention is not limited to this, and the absorption unit may not be provided.
- a smartphone which is a mobile terminal with a camera
- a camera-mounted device including the camera module 1 has been described as an example of a camera-mounted device including the camera module 1.
- the present invention has described the images obtained by the camera module and the camera module. It can be applied to a camera-mounted device having an image processing unit that processes information.
- Camera-mounted devices include information equipment and transportation equipment.
- 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, a drone, and an in-vehicle device with a camera (for example, a back monitor device and a drive recorder device).
- Transportation equipment also includes, for example, automobiles and drones.
- 32A and 32B are diagrams showing an automobile V as a camera-mounted device on which an in-vehicle camera module VC (Vehicle Camera) is mounted.
- 32A is a front view of the automobile V
- FIG. 32B is a rear perspective view of the automobile V.
- the automobile V is equipped with the camera module 1 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.
- the above embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features. For example, the shape, size, number, and material of each part described in the above embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
- the optical element driving device is useful as an optical element driving device, a camera module, and a camera-mounted device capable of improving user-friendliness.
- Camera module 10 Housing 11 Side wall 12 Bottom wall 20 Reflective drive 21 Reflective housing 22 Mirror 23 Reflective drive control 30 Lens 31 1st lens unit 32 2nd lens unit 32A Main body 32B Supported part 33 3 Lens unit 33A Main body 33B Supported part 34 4th lens unit 34A Convex part 40 Imaging part 50 Support shaft 60 Lens drive part 61 Frame 62 Connection part 63 Intervening part 64 Ultrasonic motor 70 Position detection part 80 Guide part 81 1st Guide shaft 82 2nd guide shaft 100 Drive control unit 111 1st wall 111A Arrangement part 111B Engagement part 111C Terminal arrangement part 112 2nd wall 112A Support part 112B Arrangement part 112C Guide support part 112D Opening part 113 3rd wall 113A Bridge Part 113B Support part 113C Guide support part 114 4th wall 114A Bearing part 114B Board placement part 121 Positioning part 122 Bending part 123 Half punch 130 Terminal part 131 Outer terminal part 131A External terminal 132 Inner terminal part 132A Conductive terminal 132
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Abstract
光学素子駆動装置は、光学素子を保持可能な可動部と、超音波モータを含み、可動部を駆動する駆動部と、駆動部に入力される入力電圧を昇圧させて超音波モータに供給するインダクタを有する昇圧部と、可動部の位置を検出する位置検出部と、位置検出部および昇圧部が配置される基板部と、を備える。
Description
本発明は、光学素子駆動装置、カメラモジュールおよびカメラ搭載装置に関する。
従来、スマートフォン等の薄型のカメラ搭載装置に搭載されたカメラモジュールが知られている。このようなカメラモジュールは、被写体像の拡大または縮小を行うズーム機能を有するレンズ駆動装置(光学素子駆動装置)を備えたものが知られている。
例えば、特許文献1には、被写体からの光が入射される固定レンズと、固定レンズにより屈曲した光が入射される2つの可動レンズと、2つの可動レンズを光軸の方向に移動させるレンズ駆動部とを備えた構成が開示されている。
ところで、レンズ駆動装置の小型化の観点から、可動レンズの駆動源として圧電素子を含む超音波モータを用いることが検討されている。超音波モータを駆動するためには、比較的大きな駆動電圧が必要となる。レンズ駆動装置における入力電圧は、薄型のカメラ搭載装置においては比較的小さいので、インダクタを用いて当該入力電圧を昇圧させて超音波モータに供給する必要がある。
しかしながら、カメラ搭載装置に、レンズ駆動装置とは別にインダクタを配置するスペースが必要となる。また、インダクタは個々のばらつきが大きいので、ユーザがレンズ駆動装置との関係性を考慮して別途調整する必要も生じる。つまり、超音波モータを用いるレンズ駆動装置はユーザにとって使い勝手の悪いものとなるおそれがあった。
本発明の目的は、ユーザの使い勝手を向上させることが可能な光学素子駆動装置、カメラモジュールおよびカメラ搭載装置を提供することである。
本発明に係る光学素子駆動装置は、
カメラ搭載装置に内蔵可能な光学素子駆動装置であって、
光学素子を保持可能な可動部と、
超音波モータを含み、前記可動部を駆動する駆動部と、
前記駆動部に入力される入力電圧を昇圧させて前記超音波モータに供給するインダクタを有する昇圧部と、
前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部および前記昇圧部が配置される基板部と、
を備える。
カメラ搭載装置に内蔵可能な光学素子駆動装置であって、
光学素子を保持可能な可動部と、
超音波モータを含み、前記可動部を駆動する駆動部と、
前記駆動部に入力される入力電圧を昇圧させて前記超音波モータに供給するインダクタを有する昇圧部と、
前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部および前記昇圧部が配置される基板部と、
を備える。
本発明に係るカメラモジュールは、
上記の光学素子駆動装置と、
前記可動部に保持される前記光学素子を含む光学部と、
前記光学部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記光学素子を駆動する。
上記の光学素子駆動装置と、
前記可動部に保持される前記光学素子を含む光学部と、
前記光学部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記光学素子を駆動する。
本発明に係るカメラ搭載装置は、
情報機器また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撮像制御部と、
を備える。
情報機器また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撮像制御部と、
を備える。
本発明によれば、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
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1は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュール1を簡易的に示す図である。図2は、本実施の形態に係るカメラモジュール1を側面視した構成を簡易的に示す図である。
カメラモジュール1は、例えばスマートフォンM(図31A、図31B参照)、携帯電話機、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、車載カメラなどの薄型のカメラ搭載装置に搭載される。
本実施の形態のカメラモジュール1の構造を説明するにあたり、直交座標系(X,Y,Z)を使用する。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1は、カメラ搭載装置で実際に撮影が行われる場合に、例えばX方向が左右方向、Y方向が上下方向、Z方向が前後方向となるように搭載される。被写体からの光は、Z方向-側(マイナス側)から入射し、屈曲してY方向+側(プラス側)へと導光される。カメラモジュール1のZ方向の厚さを薄くすることにより、カメラ搭載装置の薄型化を図ることができる。
図1に示すように、カメラモジュール1は、筐体10と、反射駆動部20と、レンズ部30と、撮像部40と、支持軸50(図3参照)と、レンズ駆動部60(図5参照)と、位置検出部70(図10参照)と、駆動制御部100と、端子部130と、基板部140と、昇圧部150(図7参照)とを備える。
駆動制御部100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。CPUは、ROMから処理内容に応じたプログラムを読み出してRAMに展開し、展開したプログラムと協働してレンズ駆動部60を集中制御する。これにより、駆動制御部100は、筐体10に収容されるレンズ部30の後述する第2レンズユニット32および第3レンズユニット33をY方向(光軸の方向)に駆動する。その結果、カメラモジュール1は、無段階光学ズームおよびオートフォーカスを行う。筐体10、支持軸50、レンズ駆動部60、位置検出部70、駆動制御部100、端子部130、基板部140および昇圧部150は、本発明の「光学素子駆動装置」に対応する。
また、図2に示すように、カメラモジュール1では、入射光L1が反射駆動部20を介して筐体10に入射される。反射駆動部20は、反射筐体21、ミラー22および反射駆動制御部23を有する。図1および図2に示す例では、反射筐体21は、筐体10のY方向の-側の端部と隣接して配置されている。ミラー22は、反射筐体21内に設けられ、入射光L1を反射光L2として筐体10に向けて反射する。反射駆動制御部23は、CPU、ROM、RAM等を備えており、ミラー22の向きを制御する。
また、本実施の形態に係るミラー22は、X方向およびY方向に延びる2つの回転軸(不図示)を有している。反射駆動部20では、反射駆動制御部23の制御の下、当該回転軸を中心にミラー22が回転する。これにより、カメラモジュール1は、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(OIS(Optical Image Stabilization)機能)を有する。
筐体10内に入射した反射光L2は、筐体10内に収容されるレンズ部30を介して撮像部40に出力される。
撮像部40は、筐体10のY方向の+側の外側面(後述する第2壁112の配置部112B)に配置されており、レンズ部30を介して反射光L2が入射するように構成されている。撮像部40は、撮像素子および基板等(不図示)を有する。
撮像素子は、例えばCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。撮像素子は、基板に実装され、ボンディングワイヤーを介して基板上の配線に電気的に接続される。撮像素子は、レンズ部30により結像された被写体像を撮像し、被写体像に対応する電気信号を出力する。
また、撮像部40の基板には、プリント配線基板(不図示)が電気的に接続され、このプリント配線基板を介して撮像素子への給電および撮像素子で撮像された被写体像の電気信号の出力が行われる。当該電気信号は、カメラ搭載装置に設けられる撮像制御部200に出力される。撮像制御部200は、CPU、ROM、RAM等を備えており、カメラモジュール1で得られた画像情報を処理する。撮像制御部200は、カメラ搭載装置に搭載されていれば良いが、カメラモジュール1に内蔵されていても良い。
図3に示すように、筐体10は、レンズ部30、支持軸50およびレンズ駆動部60(図5も参照)を収容しており、例えば全体として直方体形状を有する。筐体10は、側壁部11と、底壁部12(図4参照)とを有する。
側壁部11は、Y方向-側に開口する部分を有する、例えば樹脂製の壁部であり、第1壁111、第2壁112、第3壁113および第4壁114を有する(図7等も参照)。
第1壁111は、Y方向に延びて構成され、X方向の両側において一対設けられている。一対の第1壁111のうち、X方向の+側の第1壁111における筐体10の内側面には、後述する超音波モータが配置される配置部111Aが設けられている。配置部111Aは、X方向の+側の第1壁111においてY方向の中央部の両側にそれぞれ設けられている。X方向の+側の第1壁111は、本発明の「側壁」に対応する。
また、図4に示すように、X方向の+側の第1壁111には、端子配置部111Cが設けられている。端子配置部111Cには、例えば第1壁111と底壁部12との間に形成された隙間を介して筐体10の内外にわたって配置される端子部130が配置される(図7等参照)。当該端子部130の筐体10の外側に配置された部分は、カメラ搭載装置の所定の配線と接続される。
また、第1壁111の底面(Z方向の-側の面)には、底壁部12の位置決め部121が係合する被係合部111Bが形成されている。
図3および図4に示すように、第2壁112は、X方向に延びて構成され、一対の第1壁111のY方向の+側の端部を接続するように設けられている。また、第2壁112における天面(Z方向の+側の面)の部分には、支持軸50を支持する支持部112AがX方向の両側にそれぞれ設けられている。第2壁112の外側面には、撮像部40が配置される配置部112Bが設けられている。
また、第2壁112の配置部112B内には、ガイド支持部112Cおよび開口部112Dが設けられている。本実施の形態では、ガイド支持部112Cは、後述するガイド軸81,82を支持する孔であり、配置部112B内における開口部112DよりもX方向の+側に設けられている。ガイド支持部112Cは、Z方向に並んで2つ設けられている。開口部112Dは、レンズ部30の第4レンズユニット34が嵌合する開口であり、配置部112B内におけるX方向の中央部に設けられている。
図3および図5に示すように、第3壁113は、一対の第1壁111のY方向の-側の端部のそれぞれに設けられている。一対の第3壁113は、第1壁111と第2壁112とで構成される空間を囲うように、それぞれ設けられる。一対の第3壁113の間には、レンズ部30の第1レンズユニット31が入り込める程度の間隔があけられており、各第3壁113のZ方向の-側の端部を架橋する架橋部113Aが設けられている。
また、一対の第3壁113の天面(Z方向の+側の面)には、支持軸50を支持する支持部113Bが設けられている。X方向の+側の第3壁113のZ方向の中央部付近には、後述するガイド軸81,82を支持するガイド支持部113Cが設けられている。
ガイド支持部113Cは、Z方向の長さが、上述した第2壁112における2つのガイド支持部112Cの配置範囲に対応する長さで構成された長孔である。ガイド支持部113Cは、第2壁112における2つのガイド支持部112Cのそれぞれに支持されたガイド軸81,82を支持可能となっている。
図5に示すように、第4壁114は、各第1壁111、第1壁111に対応する第3壁113および第2壁112で構成される空間の底壁を構成しており、X方向において第3壁113に対応する領域に設けられている(図7も参照)。そのため、X方向の両側の第4壁114の間には、間隔があけられている。第4壁114は、本発明の「底壁」に対応する。
図4~図6に示すように、底壁部12は、筐体10のZ方向の-側の壁を構成する例えば略矩形状の金属板であり、X方向の両側の第4壁114および一対の第1壁111を架橋するように設けられている。つまり、底壁部12は、第4壁114における第1壁111とは反対側において、第4壁114を覆うように配置される。
底壁部12は、インサート成形により、一対の第1壁111の底部を含む側壁部11の底面部分と一体化されている。また、第1レンズユニット31に対応する部分に底壁部12の部分が存在しないように、底壁部12のY方向の-側の端部の部分が切り欠かれている。
底壁部12のX方向の両側端には、位置決め部121が設けられている。位置決め部121は、底壁部12の両側端から突出して設けられており、上述した第1壁111の被係合部111Bと係合する。これにより、底壁部12のY方向における位置決めを行うことができる。
また、底壁部12の位置決め部121は、グランドに接続された部材(例えば筐体10の蓋部材(不図示))と接続されている。そのため、底壁部12は、接地されている。
また、図6に示すように、底壁部12におけるX方向およびY方向の側端には、折り曲げ部122が設けられている。折り曲げ部122は、当該側端をZ方向の+側に折り曲げることにより設けられる。
また、筐体10の折り曲げ部122に対応する部分には、折り曲げ部122が入り込む溝(不図示)が形成されている。この溝に折り曲げ部122が入り込むことにより、底壁部12が筐体10に固定される。
また、底壁部12の面には、Y方向に並ぶ複数のハーフパンチ123が形成されている。ハーフパンチ123は、底壁部12のX方向にわたって設けられている。本実施の形態では、合計5つのハーフパンチ123が設けられている。
このようにハーフパンチ123を設けることにより、筐体10の底壁部分の強度を向上させることができる。
図3および図5に示すように、レンズ部30は、反射駆動部20からの反射光L2(図2参照)が通過する領域を含む、一対の第1壁111で挟まれた領域に設けられている。レンズ部30は、Y方向に並んで配置された第1レンズユニット31、第2レンズユニット32、第3レンズユニット33および第4レンズユニット34を有する。レンズ部30は、本発明の「光学部」に対応する。
第1レンズユニット31は、反射光L2の入射方向(Y方向の+側に向かう方向)の最上流側に配置され、筐体10における一対の第3壁113の間に固定される。
第1レンズユニット31の側面は、例えばZ方向の中央部分が凸になるように湾曲して構成されて構成されている。第3壁113の第1レンズユニット31側の側面は、例えば、第1レンズユニット31の側面に沿う形状を有しており、第1レンズユニット31の湾曲部分が嵌まるように構成されている。これにより、第1レンズユニット31が一対の第3壁113の間に固定される。
第2レンズユニット32は、入射方向において第1レンズユニット31よりも下流側に配置されており、本体部32Aおよび被支持部32Bを有する。第3レンズユニット33は、入射方向において第2レンズユニット32よりも下流側に配置されており、本体部33Aおよび被支持部33Bを有する。第2レンズユニット32は、本発明の「第1の可動部」に対応し、第3レンズユニット33は、本発明の「第2の可動部」に対応する。
各本体部32A,33Aは、第1レンズユニット31を通過した光が通るレンズを保持する部分である。被支持部32B,33Bは、支持軸50に移動可能に支持される部分であり、各本体部32A,33AのX方向の両側にそれぞれ設けられている。
第2レンズユニット32の本体部32Aに含まれるレンズは、本発明の「第1の光学素子」に対応する。第3レンズユニット33の本体部33Aに含まれるレンズは、本発明の「第2の光学素子」に対応する。
第4レンズユニット34は、入射方向の最下流側に配置されており、レンズを含んで構成されている。第4レンズユニット34は、筐体10の第2壁112に隣接する位置において、支持軸50に支持されている。また、図4に示すように、本実施の形態では、第4レンズユニット34のY方向の+側の面には、凸部34Aが設けられている。
なお、第1~第4レンズユニット31~34におけるレンズは、光学素子駆動装置の製造時に筐体10に組み付けられても良いし、光学素子駆動装置からカメラモジュール1を製造する際に筐体10に組み付けられても良い。
凸部34Aは、第2壁112の開口部112Dに嵌合可能な大きさを有している。この凸部34Aが開口部112Dに嵌合することで、第4レンズユニット34が筐体10に固定される。
図3および図5に示すように、支持軸50は、例えばステンレス等で構成されている。支持軸50は、Y方向に延びており、一対の第3壁113の領域のそれぞれに設けられている。各支持軸50は、本実施の形態では互いに等しい長さで構成されており、第3壁113の支持部113Bと第2壁112の各支持部112Aとに支持されている。
レンズ駆動部60は、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33のそれぞれに対応して設けられ、上述の駆動制御部100の制御の下、対応する第2レンズユニット32および第3レンズユニット33の何れかを独立して移動させる。レンズ駆動部60は、X方向の+側における、第1壁111、第2壁112および第3壁113に囲まれる第4壁114の領域に配置されている。つまり、図7に示すように、レンズ駆動部60は、筐体10の、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33における光軸Oを挟む両端のうち、一端側に配置されている。
本実施の形態では、2つのレンズ駆動部60は、Y方向に並んで設けられている。Y方向の-側のレンズ駆動部60は、第2レンズユニット32をY方向に駆動し、Y方向の+側のレンズ駆動部60は、第3レンズユニット33をY方向に駆動する。つまり、Y方向の-側のレンズ駆動部60は、本発明の「第1の駆動部」に対応し、Y方向の+側のレンズ駆動部60は、本発明の「第2の駆動部」に対応する。
各レンズ駆動部60は、本実施の形態では略同一の構成を有しているので、以下の説明では、特に断りがない場合、第2レンズユニット32に対応するレンズ駆動部60のみを説明し、第3レンズユニット33に対応するレンズ駆動部60については説明を省略する。また、各レンズ駆動部60は、本実施の形態ではY方向において対称配置されているので、第3レンズユニット33に対応するレンズ駆動部60におけるY方向の+側および-側の関係が、第2レンズユニット32に対応するレンズ駆動部60におけるY方向の+側および-側の関係と逆になる。
レンズ駆動部60は、フレーム61と、接続部62と、介在部63と、超音波モータ64と、ガイド部80とを有する。
フレーム61は、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33の被支持部32B,33Bの何れか一方に接続部62を介して接続されている。
フレーム61は、ガイド部80が光軸Oの方向(Y方向)への移動をガイドすることにより、光軸Oの方向に移動可能に構成されている。フレーム61が光軸Oの方向に移動することで、接続部62を介してフレーム61に接続される第2レンズユニット32または第3レンズユニット33も支持軸50に沿って移動するようになっている。
図8および図9に示すように、フレーム61は、被ガイド部611と、マグネット保持部612とを有する。被ガイド部611は、ガイド部80によりフレーム61におけるY方向の移動をガイドされる部分であり、X方向における、ガイド部80に対応する位置に設けられている。被ガイド部611は、第1部分611Aと、第2部分611Bと、第3部分611Cと、第4部分611Dとを有する。
第1部分611Aは、フレーム61の天面(Z方向の+側の面)を構成する部分であり、光軸の方向(Y方向)に延びて構成されている。第1部分611Aは、ガイド部80をZ方向の+側から覆うように設けられる。
また、第1部分611AのZ方向の+側の表面には、接続部62(図7参照)が設けられている。図10に示すように、接続部62は、フレーム61のZ方向の+側の表面、および、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33の被支持部32B,33Bの何れかの、Y方向の-側の表面に固定される板状のバネ部材(弾性部材)である。接続部62がバネ部材で構成されることで、製造公差等によってフレーム61と、被支持部32B,33Bとの位置関係がずれても、バネ部材の弾性力によって位置関係のずれを吸収することができる。
図8~図10に示すように、第2部分611Bは、第1部分611AのY方向の-側の端部(第1部分611Aの一端)からZ方向(所定方向)の-側に延出して、第1ガイド軸81および第2ガイド軸82を支持する部分である。
第2部分611Bには、Y方向に貫通する軸孔611Eが形成されている。軸孔611Eは、後述する第1ガイド軸81に対応する位置に設けられており、第1ガイド軸81が通される。
また、第2部分611BにおけるZ方向の-側の端部には、軸係合部611Fが形成されている。軸係合部611Fは、後述する第2ガイド軸82と係合可能な位置に設けられており、第2ガイド軸82にZ方向の+側から係合する。
第3部分611Cは、第1部分611AのY方向の+側の端部(第1部分611Aの他端)からZ方向の-側に延出して第2ガイド軸82を支持する部分である。より詳細には、第3部分611Cは、Z方向の-側の端部が第2ガイド軸82と所定間隔があく位置まで延出する。
第3部分611Cには、Y方向に貫通する軸孔611Gが形成されている。軸孔611Gは、第1ガイド軸81に対応する位置に設けられており、第1ガイド軸81が通される。
第4部分611Dは、第1部分611AのX方向の+側の端部から延出する部分である。第4部分611Dは、第1部分611AのY方向全体にわたって設けられており、ガイド部80をX方向の+側から覆うように配置される。
また、第4部分611Dとガイド部80(第2ガイド軸82)との間には、吸収部613が設けられている。吸収部613は、バネ部材で構成されており、第4部分611Dと第2ガイド軸82との間に配置されている。吸収部613は、第4部分611Dに対して第2ガイド軸82をX方向の-側に付勢している。これにより、吸収部613は、フレーム61とガイド部80との位置関係のずれを吸収する。
図10および図11に示すように、マグネット保持部612は、位置検出用のマグネット部614を保持する部分であり、第4部分611DのZ方向の-側の端部からX方向の-側に延びている。
マグネット保持部612のZ方向の-側の端部には凹部612Aが形成されており、凹部内にマグネット部614が保持されている。また、筐体10におけるマグネット部614と対向する部分には、位置検出部70が設けられている。
位置検出部70は、例えば、フレーム61のY方向の位置を検出するホール素子であり、所定の基準位置に基づいてマグネット部614の位置を検出する。所定の基準位置は、2つのマグネット614A,614Bのそれぞれに対して共通の位置であり、例えば底壁部12のY方向の+側または-側の端部等、適宜な位置に設定される。
マグネット部614において、一方のマグネット614Aは、N極が位置検出部70に対向するように配置され、他方のマグネット614Bは、S極が位置検出部70に対向するように配置されている。つまり、2つのマグネット614A,614Bは、マグネット部614と位置検出部70とが対向する方向(本実施の形態ではZ方向)に沿った方向で、かつ、異なる極が位置検出部70に対向するように、それぞれ着磁されている。
マグネット614A,614Bは、互いに接触した状態で配置されている。このため、マグネット部614における位置検出部70との対向面614Cには、異なる極が隣接して配置されている。
また、図12A、図12Bおよび図12Cに示すように、マグネット部614は、Y方向に対して傾斜させて配置されている。つまり、マグネット部614における異なる極間の境界614Dは、光軸(Y方向)に対して傾斜して延びている。
こうすることで、位置検出部70がマグネット部614の対向部分におけるN極の割合と、S極の割合とを、フレーム61のZ方向への移動に応じて変動させることができる。
例えば、図12Aに示すように、フレーム61の位置がY方向における最も-側の位置である場合、位置検出部70は、マグネット部614のY方向の+側の端部と対向している。位置検出部70は、当該端部におけるN極であるマグネット614Aの割合が大きい部分と対向している。
フレーム61がY方向の+側に移動していくと、マグネット部614もフレーム61とともに移動するので、位置検出部70のマグネット部614における対向部分が変わる。マグネット部614が傾斜しているため、位置検出部70との対向部分におけるS極の割合が徐々に増えてくる。
図12Bに示すように、位置検出部70がフレーム61の中央部分と対向する位置までフレーム61が移動した場合、S極(マグネット614B)の割合とN極(マグネット614A)の割合とが略均等となる部分が位置検出部70との対向部分となる。
また、図12Cに示すように、位置検出部70がフレーム61のY方向における+側の端部と対向する位置までフレーム61が移動した場合、S極(マグネット614B)の割合が大きい部分が位置検出部70との対向部分となる。
これにより、位置検出部70が検出する磁力の強さをフレーム61の位置毎に異ならせることができるので、位置検出部70によりフレーム61のY方向の位置を精度良く検出することができる。
また、Y方向の両側のレンズ駆動部60におけるマグネット部614は、Y方向で対向した際に、互いに同一の極が対向するように配置されている。つまり、Y方向の-側のマグネット部614におけるマグネット614Aと、Y方向の+側のマグネット部614におけるマグネット614Aに近い位置で当該マグネット614Aと対向する。また、Y方向の-側のマグネット部614におけるマグネット614Bと、Y方向の+側のマグネット部614におけるマグネット614Bに近い位置で当該マグネット614Bと対向する。
こうすることにより、例えば、Y方向の両側のレンズ駆動部60におけるフレーム61が最も近づいても、両フレーム61のマグネット部614が引き付けにくくなるので、フレーム61のY方向の位置がずれることを抑制することができる。
また、図10および図11に示すように、マグネット保持部612の上方には、介在部63が設けられている。介在部63は、第1介在部材631と、第2介在部材632とを有する。
第1介在部材631は、例えば平板状の金属部材で構成されており、フレーム61の第4部分611DのX方向の+側の表面に接着される。第4部分611DのX方向の+側の表面には、2つの突起部D1,D2が設けられる。
2つの突起部D1,D2は、第4部分611Dの表面から突出しており、Y方向に並んで配置されている。本実施の形態では、突起部D1が、第4部分611DにおけるY方向の-側の端部付近に設けられ、突起部D2が、第4部分611DにおけるY方向の+側の端部付近に設けられている。
第1介在部材631は、光軸の方向(Y方向)に平行に配置されており、2つの突起部D1,D2と係合する係合孔631A,631Bを有する。
係合孔631Aは、第1介在部材631のY方向の中央部付近に配置されており、突起部D1と係合する。係合孔631Aは、突起部D1と係合可能で、かつ、突起部D1が係合した係合孔631Aを中心に介在部63(第1介在部材631)が回転できる程度の大きさに形成されている。
係合孔631Bは、第1介在部材631のY方向の+側の端部付近に配置されており、突起部D2と係合する。係合孔631Bは、突起部D2と係合可能で、かつ、係合孔631Bの内縁が突起部D2に対して移動できる程度の間隔を有する大きさに形成されている(図13B参照)。
このように係合孔631A,631Bが形成されることにより、図13Aおよび図13Bに示すように、係合孔631A(突起部D1)を中心に介在部63を、係合孔631Bの範囲内において回転させることが可能となる。その結果、介在部63の接触部632Bがガイド軸に平行になるように、介在部63の姿勢を調整することができる。
図11に示すように、第2介在部材632は、例えば板状の金属部材で構成されており、例えば第1介在部材631に接着固定されている。第2介在部材632は、本体部632Aと、接触部632Bとを有する。
本体部632Aは、光軸の方向(Y方向)に平行な平面を有し、第1介在部材631に接着固定される部分である。本体部632Aには、フレーム61における第4部分611Dの2つの突起部D1,D2が通るための孔A1,A2が形成されている。
接触部632Bは、超音波モータ64の振動子が接触する部分であり、本体部632AのZ方向の両側の端部を、レンズ部とは反対側に向けて折り曲げることにより構成されている。これにより、一対の接触部632Bを接続する本体部632Aが、X方向-側から超音波モータ64を覆うように配置され、接触部632Bは、超音波モータ64(共振部641)を挟むように配置される。
このように介在部63が構成されることで、超音波モータ64の振動子から接触部632Bに力が作用することにより介在部63に光軸の方向(Y方向)への推力を発生させる。その結果、介在部63からフレーム61へ、光軸の方向(Y方向)に移動させる推力を付与することが可能となる。
また、図14に示すように、本体部632Aと接触部632Bとの接続部分632Cには、複数の開口C1,C2,C3,C4が形成されている。複数の開口C1,C2,C3,C4は、当該接続部分のY方向の両側において、Y方向に並んで4つずつ配置されている。
4つの開口C1,C2,C3,C4のうち、Y方向における中央側の2つの開口C2,C3は、Y方向における両端側の2つの開口C1,C4よりもY方向の長さが長く、かつ、Z方向の長さが長く構成されている。
また、接続部分632Cは、4つの開口C1,C2,C3,C4が形成されることにより、光軸の方向に間隔をあけて並ぶ5つの接続部632Dを構成する。
各接続部632DにおけるY方向(光軸の方向)の幅は、本実施の形態では、Y方向の中央から外側に位置する接続部632Dほど、広くなっている。具体的には、Y方向における真ん中の接続部632Dは、5つの接続部632Dの中で最も幅が狭い。Y方向における両端の接続部632Dは、5つの接続部632Dの中で最も幅が広い。真ん中の接続部632Dと、両端の接続部632Dとの間に位置する接続部632Dは、真ん中の接続部632Dよりも幅が広く、かつ、両端の接続部632Dよりも幅が狭い。
接続部632D(接続部分632C)は、端の方に位置するほど強度が弱くなるので、本実施の形態では、接続部分632Cにおいて、開口C1,C2,C3,C4の大きさおよび接続部632Dの幅を変えることにより、接続部分632Cの強度を調節する。
上記のように構成することで、接触部632Bの各位置における振動子641Bによってかかる押圧力をY方向全体で均等化することができる。その結果、例えばスマートフォン等の携帯端末に搭載された装置において、無段階光学ズーム機能を働かせる際、比較的長い移動範囲で可動部を移動させても安定して介在部63による移動力を発生させることができる。
図15および図16に示すように、超音波モータ64は、フレーム61を移動させるための駆動力を発生させる駆動源であり、X方向における+側の第1壁111のそれぞれの配置部111A(図3等参照)に固定配置されている。超音波モータ64は、共振部641と、圧電素子642と、第1電極643と、第2電極644とを有する。
Y方向の-側の超音波モータ64は、本発明の「第1の超音波モータ」に対応し、Y方向の+側の超音波モータ64は、本発明の「第2の超音波モータ」に対応する。
共振部641は、例えば導電性材料で形成され、圧電素子642の振動に共振して、当該振動運動をフレーム61の直線運動に変換する。具体的には、共振部641が、圧電素子642の振動に基づいて、光軸の方向(Y方向)に対して傾斜する傾斜方向に振動して介在部63を押圧することにより、介在部63を介してフレーム61に光軸の方向に移動する推力が発生する。共振部641は、介在部63における、2つの接触部632Bに挟まれるように配置されている。図17に示すように、共振部641は、胴部641Aと、2つの振動子641Bと、突出部641Cと、通電部641Dとを有する。
胴部641Aは、例えば略矩形状に構成され、圧電素子642に挟持される部分である。2つの振動子641Bは、胴部641AのZ方向の両端部から、Y方向に延在する。2つの振動子641Bは、対称的な形状を有し、それぞれの自由端部が、介在部63の接触部632Bに接触する。
突出部641Cは、胴部641AのZ方向の中央部からY方向の+側に延在する。通電部641Dは、胴部641AのZ方向の中央部から、突出部641Cとは反対側(Y方向の-側)に延在する。
圧電素子642は、例えばセラミック材料で例えば板状に形成された振動素子であり、高周波電圧を印加することにより振動を発生する。圧電素子642は、2つ設けられており、共振部641の胴部641AをX方向で挟み込むように、それぞれ配置される。
第1電極643は、共振部641および圧電素子642を挟持する挟持部643Aと、電圧が印加される電極部643Bとを有する。圧電素子642等を挟持する挟持部643Aを介して、第1電極643は、圧電素子642に電圧を印加する。第2電極644は、共振部641の通電部641Dに電気的に接続される。第1電極643および第2電極644は、上述した端子部130と筐体10の内側で接触する(図15参照)。
共振部641の胴部641Aに、2つの圧電素子642が貼り合わされて、第1電極643に挟持されることにより、これらは互いに電気的に接続される。例えば、給電経路の一方が第1電極643に接続され、他方が第2電極644に接続されることで、圧電素子642に電圧が印加され、振動が発生する。
共振部641は、少なくとも2つの共振周波数を有し、それぞれの共振周波数に対して、異なる挙動で変形する。言い換えると、共振部641は、2つの共振周波数に対して異なる挙動で変形するように、全体の形状が設定されている。異なる挙動とは、介在部63を介してフレーム61をY方向の+側に移動させる挙動と、-側に移動させる挙動である。
図18に示すように、共振部641は、介在部63の一対の接触部632Bの何れかと振動子641Bが対向するように配置されているので、2つの振動子641Bが変形した際、各接触部632Bの対向する側から振動子641Bの先端が、Y方向に対して傾斜する方向に接触部632Bを押圧する(矢印A参照)。
各接触部632Bが振動子641Bの先端により矢印A方向に押圧されると、各接触部632Bにおいて、振動子641B側に戻ろうとする反力が発生する。言い換えると、介在部63は、各振動子641Bと一対の接触部632Bとの接触に基づいて、一対の接触部632Bの外側から内側に向かう方向への反力を発生させる。
振動子641Bの押圧に対する介在部63の反力によって、振動子641Bと接触部632Bとの間に生じる摩擦により、介在部63にY方向への推力が発生する。これに伴い、介在部63と接着されるフレーム61にY方向に移動する推力(矢印B参照)が付与される。その結果、フレーム61と接続される第2レンズユニット32または第3レンズユニット33がY方向に移動する。
また、接触部632BがY方向に延びて構成されることにより、接触部632Bは、振動子641Bに押圧されることで、振動子641Bと摺動するよう接触しながらY方向に移動する。そのため、振動子641Bにより、接触部632Bが連続的に押圧されるので、介在部63と接着されるフレーム61を連続的にY方向に移動させることができる。なお、ある共振周波数では、振動子641Bの押圧方向が矢印A方向となって接触部632Bの摺動方向が矢印B方向となるのに対し、他の共振周波数では、振動子641Bの押圧方向が矢印C方向となって接触部632Bの摺動方向が矢印D方向となる。
このような駆動動作が、X方向の両側の第1壁111のそれぞれに設けられた超音波モータ64のそれぞれで行われる。つまり、各超音波モータ64は、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33のそれぞれを独立して光軸の方向に駆動する。
これらの移動は、図19に示すように、ガイド部80によってガイドされる。ガイド部80は、X方向の+側における、第1壁111、第2壁112および第3壁113に囲まれる第4壁114の領域に配置されている。つまり、ガイド部80は、筐体10の、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33における光軸Oを挟む両端のうち、一端側に配置されている(図7も参照)。
ガイド部80は、いずれも光軸の方向(Y方向)に延び、かつ、互いに離間して配置され、2つのフレーム61の両方を光軸の方向に移動可能に支持するよう協働する第1ガイド軸81および第2ガイド軸82を有する。第1ガイド軸81および第2ガイド軸82は、例えばステンレス等で構成され、筐体10における光軸の両端側(X方向の両端側)における第2壁112および第3壁113の各ガイド支持部(図示省略)に支持されている。
第1ガイド軸81は、フレーム61における被ガイド部611の第2部分611Bおよび第3部分611Cを支持することでフレーム61の移動をガイドするガイド軸である。
第2ガイド軸82は、第1ガイド軸81よりもZ方向の-側(第4壁114側)において第1ガイド軸81と平行に配置され、フレーム61における被ガイド部611の第2部分611Bを支持(係合)することでフレーム61の移動をガイドするガイド軸である。また、第1ガイド軸81および第2ガイド軸82は、上述の支持軸50とX方向における位置が略同じ位置に配置されている(図10参照)。このように、レンズ駆動部60の移動をガイドするガイド軸を、第1ガイド軸81および第2ガイド軸82の2つ設けたことにより、筐体10の強度を向上させることができる。
第2ガイド軸82は、第4壁114に設けられた軸受け部114Aに支持されている。軸受け部114Aは、2つのフレーム61の間において、第4壁114からZ方向の+側に突出して設けられ、第2ガイド軸82におけるY方向の中央部付近の範囲に配置されている。第2ガイド軸82は、軸受け部114Aに接着固定されている。また、軸受け部114Aは、X方向(光軸を挟む両端間)において、第2ガイド軸82の中心82Aを含む範囲に配置されている(図10参照)。
また、軸受け部114Aは、フレーム61の第2部分611Bと接触可能な位置に設けられている。そのため、フレーム61がY方向の+側に移動すると、フレーム61の第2部分611Bと軸受け部114Aとが接触する(図20参照)。これにより、軸受け部114Aが、フレーム61の移動を規制する。
図21Aおよび図21Bに示すように、端子部130は、例えば、X方向の+側の第1壁111と底壁部12との間に形成された隙間を介して筐体10の内外にわたって配置される。端子部130は、外部(カメラ搭載装置)からの配線と接続される外側端子部131と、筐体10内部の基板部140と導通する内側端子部132とを有する。
図22に示すように、外側端子部131は、上述の端子配置部111Cに配置される部分であり、複数の外部端子131Aを有する。内側端子部132は、筐体10の内部における、X方向の+側の第4壁114に対応する位置に配置された基板部140に配置される部分であり、複数の導通端子132Aと、駆動端子132Bとを有する。
導通端子132Aは、基板部140の入出力端子と、各外部端子131Aとを導通させる端子である。駆動端子132Bは、上述の超音波モータ64の電極と接触して、超音波モータ64を駆動させるための電圧が入出力される端子である。
図21Bおよび図23に示すように、基板部140は、例えばカメラモジュール1の駆動電圧が入力されるための配線や、位置検出部70の検出信号を外部に出力するための配線等を有する回路基板である。基板部140は、フレキシブル基板で構成されており、第1基板141と、第2基板142とを有する。第1基板141と第2基板142とは一体に構成されている。第1基板141は、本発明の「第1のフレキシブル基板」に対応し、第2基板142は、本発明の「第2のフレキシブル基板」に対応する。
第1基板141は、X方向の+側の第4壁114に対応する位置に配置される基板であり、Y方向に延びて構成される。第1基板141は、端子部130の内側端子部132と導通する入出力端子141Aと、位置検出部70(ホール素子)に接続される検出端子141Bとを有する。
入出力端子141Aは、端子部130の内側端子部132に対応する位置に設けられる。検出端子141Bは、2つのレンズ駆動部60のそれぞれの位置検出部70に対応して、Y方向の+側の端部と、Y方向の-側の端部とに1つずつ設けられる。
また、図24および図25に示すように、X方向の+側の第4壁114における第1基板141に対応する部分には、基板配置部114Bが設けられている。基板配置部114Bは、第1基板141のY方向の両端部に対応する位置において、第4壁114の表面に対してZ方向の-側に凹んだ位置にそれぞれ設けられる。
具体的には、基板配置部114Bは、第4壁114の表面に対する凹み量が、第1基板141および第2基板142の厚みより大きくなるような位置に設けられる。言い換えると、第4壁114の表面は、第1基板141および第2基板142より突出した位置に位置する。
また、第4壁114における、2つの基板配置部114Bの間の部分は切り欠かれて構成されており、当該部分に対応する第1基板141は、底壁部12と対面して配置されている。
また、第4壁114における第2基板142に対応する部分も切り欠かれて構成されている。具体的には、X方向の+側の第4壁114においては、第1基板141と、後述する第1延出部144Aとの接続部分に対応する部分が切り欠かれている。また、X方向の-側の第4壁114においては、後述する昇圧配置部143、第2延出部144Bおよび接地部144Cに対応する部分が切り欠かれている。そのため、第2基板142が設けられる部分は、第4壁114が存在しないので、第2基板142は、底壁部12と対面して配置されている。
図21Bおよび図23に示すように、第2基板142は、昇圧部150とレンズ駆動部60とを導通させるための配線を有する基板であり、昇圧配置部143と、基板接続部144とを有する。
昇圧配置部143は、昇圧部150を配置するための基板であり、X方向の-側の第4壁114における、Y方向の略中央部に対応する位置に配置される。昇圧配置部143には、後述するが2つのインダクタ150A,150BがY方向に並んで配置される(図27参照)。
基板接続部144は、第1基板141と昇圧配置部143とを接続するための基板であり、第1延出部144Aと、第2延出部144Bと、接地部144Cとを有する。
第1延出部144Aは、X方向の+側における第1基板141のY方向の+側の端部から、X方向に延びて構成されている。第1延出部144Aは、X方向の+側の第4壁114に対応する部分からX方向の-側の第4壁114に対応する部分にわたって設けられる。また、第1延出部144Aは、レンズ部30における第3レンズユニット33の移動範囲に対応する位置に配置されている。
また、図25に示すように、第1基板141が、上記したように基板配置部114Bに設けられているので、第1延出部144Aは、第4壁114の表面よりもZ方向の-側の位置、つまり、レンズ部30から離れた位置に設けられる。その結果、基板部140が第4壁114の表面に配置される構成と比較して、第2基板142の第1延出部144Aがレンズ部30と干渉しにくくすることができる。
また、第2基板142がフレキシブル基板で構成されることで、第2基板142を比較的薄く構成することができるので、第2基板142がレンズ部30とさらに干渉しにくくすることができる。
また、第3レンズユニット33の本体部33Aの底面は、第2レンズユニット32の本体部32Aの底面よりもZ方向の+側に位置しており、第2基板142の第1延出部144Aの表面よりもZ方向の+側に位置する。第2基板142の第1延出部144Aは、上記したように、第3レンズユニット33の移動範囲に対応する位置に配置されているので、第3レンズユニット33と干渉しない位置に配置されていることとなる。
これにより、第2基板142の第1延出部144Aがレンズ部30の移動範囲に設けられても、第1延出部144Aとレンズ部30が干渉することを抑制することができる。
図21Bおよび図23に示すように、第2延出部144Bは、X方向の-側の第4壁114に対応する位置に設けられ、第1延出部144AのX方向の-側の端部からY方向の-側に延びて昇圧配置部143と接続される。また、撮像部40(撮像素子)が筐体10における第2壁112に設けられているので、第2延出部144Bは、撮像部40から離れる側に延びている。
また、接地部144Cは、第2基板142における底壁部12を介して接地される部分である。接地部144Cは、第1延出部144Aにおける、X方向の-側の第4壁114に対応する部分に設けられており、当該部分における、第1延出部144AのY方向の+側の端面からY方向の+側に突出して設けられる。
また、図24に示すように、底壁部12における接地部144Cに対応する部分12Aは、金めっき処理が施されている。また、後述するが、接地部144Cの裏面には、銅めっき処理が施されている。そして、図25に示すように、接地部144Cと底壁部12とは、はんだ等の接合部材144Dによって接合される。
これにより、接地部144Cと底壁部12とが導通し、上述したように底壁部12が接地されていることから、接地部144Cが接地される。また、底壁部12に金めっき処理が施されることにより、接地部144Cと底壁部12とを導通しやすくすることができる。
また、図26に示すように、第2基板142の裏面(Z方向の-側の面)には、配線部145およびシールド部146が設けられている。配線部145は、第1入力配線145A、第1出力配線145B、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dを有する。
第1入力配線145A、第1出力配線145B、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dは、第2基板142の形状に沿うように設けられている。
第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bは、後述するY方向の-側のインダクタ150Aに対応する配線であり、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dは、後述するY方向の+側のインダクタ150Bに対応する配線である。
そのため、第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bは、インダクタ150A,150Bの位置関係の都合上、昇圧配置部143においてY方向の-側に第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dよりも長くなるように構成される。
第1入力配線145Aおよび第2入力配線145Cは、インダクタ150A,150Bへの入力電圧が入力される配線である。
第1出力配線145Bおよび第2出力配線145Dは、上記入力電圧を、インダクタ150A,150Bによって昇圧した出力電圧を超音波モータ64に出力する配線である。
第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bは、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dに囲まれるように位置している。具体的には、第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bは、第1延出部144Aにおける、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145DよりもY方向の-側の領域に配置されている。また、第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bは、第2延出部144Bにおける、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145DよりもX方向の-側の領域に配置されている。
第1出力配線145Bは、第2基板142におけるY方向の-側またはX方向の+側の縁に沿って配置されている。第1入力配線145Aは、第1出力配線145Bよりも第2基板142の内側に配置されている。
第2出力配線145Dは、第2基板142におけるY方向の+側またはX方向の-側の縁に沿って配置されている。第2入力配線145Cは、第2出力配線145Dよりも第2基板142の内側に配置されている。
つまり、第1入力配線145Aおよび第2入力配線145Cは、第2基板142において互いに隣り合う位置に配置されている。
これにより、インダクタ150A,150Bによって昇圧された出力電圧に対応する第1出力配線145Bと第2出力配線145Dとを離すことができるので、当該出力電圧に対する磁気的なノイズの影響を低減することができる。
シールド部146は、配線部145をノイズからシールドするための部分であり、第1シールド146Aおよび第2シールド146Bを有する。
第1シールド146Aは、配線部145を取り囲むように、第1延出部144Aおよび第2延出部144Bの縁部分と、接地部144Cの部分に、例えば銅めっき処理を施すことにより設けられる。
また、上記したように接地部144Cが接地されているので、接地部144Cを介して第1シールド146Aが接地される。これにより、配線部145が第2基板142の外側からのノイズの影響を受けることを低減することができる。
第2シールド146Bは、昇圧配置部143における第1シールド146Aのうち、2つのインダクタ150A,150Bの境界143Aに対応する位置から、第1入力配線145Aと、第2入力配線145Cとの間において、第1入力配線145Aおよび第2入力配線145Cに沿うように設けられている。
これにより、第1入力配線145Aおよび第1出力配線145Bの領域と、第2入力配線145Cおよび第2出力配線145Dの領域とが、第2シールド146Bによって分離される。第2シールド146Bは、本発明の「分離部」に対応する。
その結果、2つのインダクタ150A,150Bにおけるクロストークの影響を低減することができる。
また、第2シールド146Bに対応する部分には、複数のスルーホール146Cが設けられている。このスルーホール146Cを介して第2シールド146Bは、第2基板142の表面と接続される。
また、第2基板142の表面には、銅めっき処理が施されている。これにより、第2基板142の表面と、第2シールド146Bとが導通するので、第2基板142の表面も接地されることとなる。
これにより、第2基板142の表面側からのノイズが配線部145に伝搬することを抑制することができる。
図27に示すように、昇圧部150は、2つのインダクタ150A,150Bと、カバー部151とを有する。インダクタ150A,150Bは、例えばコイル素子であり、昇圧配置部143上にY方向に並んで配置されている。Y方向の-側のインダクタ150Aは、Y方向の-側のレンズ駆動部60に対応し、Y方向の+側のインダクタ150Bは、Y方向の+側のレンズ駆動部60に対応する。
インダクタ150A,150Bは、上記の配線部145によって、第1基板141および端子部130と導通する。インダクタ150A,150Bは、配線部145を介して入力された入力電圧を昇圧し、昇圧した出力電圧を、配線部145を介して超音波モータ64に供給する。
ところで、インダクタを筐体内に有さない構成の場合、カメラ搭載装置に、インダクタを配置するスペースを設ける必要が生じる。また、インダクタは個々のばらつきが大きいので、カメラモジュールとは別にインダクタを設ける構成であると、カメラモジュールの納品時において用いたインダクタと、カメラ搭載装置に搭載されるインダクタとの特性が異なる場合が起こり得る。そのため、ユーザがカメラモジュールとの関係性を考慮して、別途調整を行う必要が生じる。
これらのことから、超音波モータを用いるカメラモジュールにおけるインダクタを設けない構成は、ユーザにとって使い勝手が悪いものとなる。
それに対し、本実施の形態では、インダクタ150A,150Bが筐体10内に設けられているので、カメラ搭載装置にインダクタを配置するスペースを設ける必要もなく、また、ユーザがカメラモジュール1との関係性を考慮して、別途調整を行う必要もなくなる。その結果、本実施の形態では、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
カバー部151は、例えば鉄(SPCC等)であり、昇圧配置部143の領域に対応した箱状に構成されている。カバー部151は、2つのインダクタ150A,150Bを覆うように設けられる。
カバー部151が設けられることで、インダクタ150A,150Bから発生する磁界が、他の素子等に影響を与えることを抑制することができる。
以上のように構成された本実施の形態によれば、インダクタ150A,150Bを筐体10内に設けたので、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
また、レンズ駆動部60が設けられていないX方向の-側の領域に昇圧部150を設けたので、筐体10における空いたスペースを有効に使うことができる。
また、基板部140がフレキシブル基板で構成されるので、基板部140全体を薄く構成することができる。そのため、レンズ部30が位置する領域に基板接続部144が存在することによる影響を低減することができる。
また、基板接続部144が第3レンズユニット33と干渉しないので、レンズ部30が位置する領域に基板接続部144が存在することによる影響をさらに低減することができる。
また、第4壁114の表面が第2基板142よりも突出した位置に位置するので、レンズ部30を第2基板142に干渉しないようにするためにZ方向の+側にずらした位置に配置する必要がなくなる。その結果、筐体10を小型化することができる。
また、第2基板142が第2延出部144Bを有することで、昇圧部150を撮像部40から離すことができる。そのため、インダクタ150A,150Bの磁界の影響を撮像部40の撮像素子が受けることを低減することができる。
なお、上記実施の形態では、2つのインダクタ150A,150Bのそれぞれのばらつきについては言及されていなかったが、例えば、図28に示すように、インダクタのばらつきデータを記憶する記憶部90を備えていても良い。
記憶部90は、例えば不揮発性メモリ等であり、例えば、第2壁や第4壁の空いたスペース等、筐体10の任意の位置に設けられる。
駆動制御部100は、記憶部90に記憶されたばらつきデータに基づいてレンズ駆動部60を駆動する。
こうすることで、2つのインダクタ150A,150Bのばらつきを考慮した駆動制御を行うことができる。
また、図29に示すように、記憶部は、位置検出部70に、記憶部を内蔵したデジタルホール素子が用いられる場合、位置検出部70に内蔵された記憶部71であっても良い。
また、上記実施の形態では、駆動制御部100が筐体10(光学素子駆動装置)の外部に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、図30に示すように、筐体10の内部に設けられていても良い。また、この場合、駆動制御部100における記憶部101に2つのインダクタ150A,150Bのばらつきデータを記憶させても良い。
また、上記実施の形態では、昇圧部150が2つのインダクタ150A,150Bを有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、昇圧部がインダクタを1つ以上有する構成であっても良いし、超音波モータの数に合わせてインダクタを有する構成でも良い。
また、上記実施の形態では、レンズ駆動部60および昇圧部150等を含む装置を光学素子駆動装置としていたが、本発明はこれに限定されず、例えば図2に示す反射駆動部20を構成する装置を光学素子駆動装置としても良い。
この場合、光学素子(可動部)は、ミラー22であり、反射筐体21内に、超音波モータおよび昇圧部が設けられる。ミラーは、超音波モータの駆動によって回転する。そして、昇圧部が入力電圧を昇圧させて超音波モータに供給する。
このような構成であっても、レンズ駆動部等を含む装置と同様に、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
また、上記実施の形態では、反射駆動部にミラーが設けられていたが、本発明はこれに限定されず、例えばプリズムであっても良い。
また、上記実施の形態では、昇圧部150がカバー部151を有していたが、本発明はこれに限定されず、カバー部を有していなくても良い。
また、上記実施の形態では、第2基板142が第2延出部144Bを有していたが、本発明はこれに限定されず、第2延出部を有していなくても良い。
また、上記実施の形態では、第1延出部144Aが第3レンズユニット33の移動範囲に対応する位置に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、何れかのレンズユニットと干渉しない限り、どの位置に設けられていても良い。
また、上記実施の形態では、接合部材144D(はんだ)によって、接地部144Cと底壁部12とが導電接続されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば導電樹脂で構成された接着剤等によって、接地部と底壁部とが導電接続されていても良い。
また、上記実施の形態では、第4壁114の第2基板142に対応する部分が切り欠かれて構成されていたが、本発明はこれに限定されず、レンズユニットと干渉しない限り、当該部分が切り欠かれて構成されていなくても良い。
また、上記実施の形態では、基板部140がフレキシブル基板で構成されていたが、本発明はこれに限定されず、フレキシブル基板以外の基板で構成されていても良い。
また、上記実施の形態では、昇圧部150がレンズ駆動部60とは反対側の第4壁114の領域に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、レンズ駆動部と同じ側の第4壁の領域に配置されていても良い。
また、上記実施の形態では、第1基板141と第2基板142とが一体に構成されていたが、本発明はこれに限定されず、第1基板と第2基板とが別体で構成されていても良い。
また、上記実施の形態では、位置検出部70が各フレーム61に1つずつ設けられていたが、本発明はこれに限定されない。光軸の方向(Y方向)に並んで配置された複数の位置検出部70を有する構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、2つのガイド軸を有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、例えば3つ以上のガイド軸を有する構成であっても良いし、1つのガイド軸を有する構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、支持軸50がX方向の両側に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、支持軸50がX方向の片側のみに設けられていても良い。
また、上記実施の形態では、筐体10における側壁部11と底壁部12とがインサート成形されたものであったが、本発明はこれに限定されず、底壁部を側壁部11に接着固定するようなものであっても良い。
また、上記実施の形態では、第2レンズユニット32および第3レンズユニット33で構成される2つの可動レンズを有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、3つ以上の可動レンズを有する構成であっても良いし、1つの可動レンズを有する構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、4つのレンズユニットを有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、可動レンズを少なくとも1つ有する構成である限り、レンズユニットが何個設けられていても良い。また、可動レンズを1つ有する構成である場合、レンズ駆動部も1つとなる。
また、上記実施の形態では、介在部63が板状の金属部材を折り曲げて構成されたものであったが、本発明はこれに限定されず、介在部を構成する本体部と接触部とが別部材で構成されたものでも良い。
また、上記実施の形態では、フレーム61と介在部63とが別部材で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、フレーム61と介在部63とが一体に構成されていても良い。すなわち、レンズ駆動部が、共振部の共振に従って光軸の方向に移動して、光軸の方向の移動を伝達するように各レンズユニットのそれぞれに接続する移動部を有していても良い。
また、上記実施の形態では、フレーム61とレンズユニットとを接続する接続部62がバネ部材で構成されていたが、本発明はこれに限定されず、弾性を有する部材である限り、どのような部材で構成されていても良い。
また、上記実施の形態では、フレーム61の第3部分611Cが、第2ガイド軸82と間隔をあけて配置されていたが、本発明はこれに限定されず、第3部分が第2ガイド軸も支持する構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、底壁部が折り曲げ部やハーフパンチを有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、折り曲げ部やハーフパンチを有さない構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、共振部641が2つの振動子641Bを有する構成であったが、本発明はこれに限定されず、例えば1つの振動子を有する構成であっても良い。
また、上記実施の形態では、駆動制御部、反射駆動制御部および撮像制御部が別々に設けられていたが、本発明はこれに限定されず、駆動制御部、反射駆動制御部および撮像制御部の少なくとも2つが1つの制御部で構成されていても良い。
また、上記実施の形態では、軸受け部114Aを設けていたが、本発明はこれに限定されず、軸受け部を設けなくても良い。
また、上記実施の形態では、吸収部613を設けていたが、本発明はこれに限定されず、吸収部を設けなくても良い。
また、例えば、上記実施の形態では、カメラモジュール1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、ドローン、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、例えば自動車やドローンを含む。
図32A、図32B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32Aは自動車Vの正面図であり、図32B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1を搭載する。図32Aおよび図32B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、自動運転制御用などとして使用される。
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記実施の形態で説明した各部の形状、サイズ、個数および材料はあくまで一例であり、適宜変更して実施することができる。
2020年4月17日出願の米国仮出願第63/011,322号に含まれる明細書、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。
本発明に係る光学素子駆動装置は、ユーザの使い勝手を向上させることが可能な光学素子駆動装置、カメラモジュールおよびカメラ搭載装置として有用である。
1 カメラモジュール
10 筐体
11 側壁部
12 底壁部
20 反射駆動部
21 反射筐体
22 ミラー
23 反射駆動制御部
30 レンズ部
31 第1レンズユニット
32 第2レンズユニット
32A 本体部
32B 被支持部
33 第3レンズユニット
33A 本体部
33B 被支持部
34 第4レンズユニット
34A 凸部
40 撮像部
50 支持軸
60 レンズ駆動部
61 フレーム
62 接続部
63 介在部
64 超音波モータ
70 位置検出部
80 ガイド部
81 第1ガイド軸
82 第2ガイド軸
100 駆動制御部
111 第1壁
111A 配置部
111B 被係合部
111C 端子配置部
112 第2壁
112A 支持部
112B 配置部
112C ガイド支持部
112D 開口部
113 第3壁
113A 架橋部
113B 支持部
113C ガイド支持部
114 第4壁
114A 軸受け部
114B 基板配置部
121 位置決め部
122 折り曲げ部
123 ハーフパンチ
130 端子部
131 外側端子部
131A 外部端子
132 内側端子部
132A 導通端子
132B 駆動端子
140 基板部
141 第1基板
141A 入出力端子
141B 検出端子
142 第2基板
143 昇圧配置部
144 基板接続部
144A 第1延出部
144B 第2延出部
144C 接地部
144D 接合部材
145 配線部
145A 第1入力配線
145B 第1出力配線
145C 第2入力配線
145D 第2出力配線
146 シールド部
146A 第1シールド
146B 第2シールド
146C スルーホール
150 昇圧部
150A インダクタ
150B インダクタ
151 カバー部
200 撮像制御部
611 被ガイド部
611A 第1部分
611B 第2部分
611C 第3部分
611D 第4部分
612 マグネット保持部
613 吸収部
614 マグネット部
614A マグネット
614B マグネット
614C 対向面
614D 境界
631 第1介在部材
631A 係合孔
631B 係合孔
632 第2介在部材
632A 本体部
632B 接触部
632C 接続部分
632D 接続部
641 共振部
641A 胴部
641B 振動子
641C 突出部
641D 通電部
642 圧電素子
643 第1電極
643A 挟持部
643B 電極部
644 第2電極
10 筐体
11 側壁部
12 底壁部
20 反射駆動部
21 反射筐体
22 ミラー
23 反射駆動制御部
30 レンズ部
31 第1レンズユニット
32 第2レンズユニット
32A 本体部
32B 被支持部
33 第3レンズユニット
33A 本体部
33B 被支持部
34 第4レンズユニット
34A 凸部
40 撮像部
50 支持軸
60 レンズ駆動部
61 フレーム
62 接続部
63 介在部
64 超音波モータ
70 位置検出部
80 ガイド部
81 第1ガイド軸
82 第2ガイド軸
100 駆動制御部
111 第1壁
111A 配置部
111B 被係合部
111C 端子配置部
112 第2壁
112A 支持部
112B 配置部
112C ガイド支持部
112D 開口部
113 第3壁
113A 架橋部
113B 支持部
113C ガイド支持部
114 第4壁
114A 軸受け部
114B 基板配置部
121 位置決め部
122 折り曲げ部
123 ハーフパンチ
130 端子部
131 外側端子部
131A 外部端子
132 内側端子部
132A 導通端子
132B 駆動端子
140 基板部
141 第1基板
141A 入出力端子
141B 検出端子
142 第2基板
143 昇圧配置部
144 基板接続部
144A 第1延出部
144B 第2延出部
144C 接地部
144D 接合部材
145 配線部
145A 第1入力配線
145B 第1出力配線
145C 第2入力配線
145D 第2出力配線
146 シールド部
146A 第1シールド
146B 第2シールド
146C スルーホール
150 昇圧部
150A インダクタ
150B インダクタ
151 カバー部
200 撮像制御部
611 被ガイド部
611A 第1部分
611B 第2部分
611C 第3部分
611D 第4部分
612 マグネット保持部
613 吸収部
614 マグネット部
614A マグネット
614B マグネット
614C 対向面
614D 境界
631 第1介在部材
631A 係合孔
631B 係合孔
632 第2介在部材
632A 本体部
632B 接触部
632C 接続部分
632D 接続部
641 共振部
641A 胴部
641B 振動子
641C 突出部
641D 通電部
642 圧電素子
643 第1電極
643A 挟持部
643B 電極部
644 第2電極
Claims (15)
- カメラ搭載装置に内蔵可能な光学素子駆動装置であって、
光学素子を保持可能な可動部と、
超音波モータを含み、前記可動部を駆動する駆動部と、
前記駆動部に入力される入力電圧を昇圧させて前記超音波モータに供給するインダクタを有する昇圧部と、
前記可動部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部および前記昇圧部が配置される基板部と、
を備える光学素子駆動装置。 - 前記可動部は、光軸の方向に配置され、
前記駆動部は、前記可動部における前記光軸を挟む両端のうち、一端側に配置され、
前記昇圧部は、前記光軸を挟む両端のうち、他端側に配置されている、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記位置検出部は、前記一端側に配置され、
前記基板部は、
前記一端側に配置され、前記位置検出部の検出結果が入力される検出端子を有する第1のフレキシブル基板と、
前記昇圧部が配置される昇圧配置部と、前記一端側から前記他端側にわたって設けられ、前記昇圧配置部と前記第1のフレキシブル基板とを接続する基板接続部とを有する第2のフレキシブル基板と、
を有する、
請求項2に記載の光学素子駆動装置。 - 前記基板接続部は、前記可動部と干渉しない位置に配置されている、
請求項3に記載の光学素子駆動装置。 - 底壁と、前記底壁における前記一端側に接続され、前記駆動部が設けられる側壁とを少なくとも有する筐体と、
前記底壁における前記側壁とは反対側において、前記底壁を覆うように配置される金属板と、
を備え、
前記底壁は、少なくとも前記第2のフレキシブル基板に対応する位置が切り欠かれて構成されており、
前記底壁の表面は、前記第2のフレキシブル基板より突出した位置に位置する、
請求項3に記載の光学素子駆動装置。 - 前記第2のフレキシブル基板は、前記金属板と導電接続される接地部を有し、
前記金属板は、少なくとも前記接地部に対応する部分に金めっき処理が施されている、
請求項5に記載の光学素子駆動装置。 - 前記第2のフレキシブル基板は、前記接地部と接続され、前記昇圧部の配線を囲むように設けられるシールド部を有する、
請求項6に記載の光学素子駆動装置。 - 前記昇圧部は、2つのインダクタを有し、
前記第2のフレキシブル基板は、前記シールド部に接続され、2つのインダクタの配線がそれぞれ配置された各領域を分離する分離部を有する、
請求項7に記載の光学素子駆動装置。 - 前記筐体における前記光軸の方向の一方側に配置される撮像素子を備え、
前記基板接続部は、前記一端側から前記他端側まで延出する第1延出部と、前記第1延出部の前記他端側の端部から前記光軸の方向の他方側に延出して前記昇圧配置部に接続される第2延出部とを有する、
請求項5に記載の光学素子駆動装置。 - 前記可動部は、前記光軸の方向に配置され、第1の光学素子および第2の光学素子をそれぞれ保持可能な第1の可動部および第2の可動部を有し、
前記駆動部は、前記第1の可動部および前記第2の可動部のそれぞれを前記光軸の方向に駆動する第1の駆動部および第2の駆動部を有し、
前記第1の駆動部は、第1の超音波モータを含み、
前記第2の駆動部は、第2の超音波モータを含み、
前記昇圧部は、前記第1の駆動部に入力される第1の入力電圧を昇圧させて前記第1の超音波モータに供給する第1のインダクタと、前記第2の駆動部に入力される第2の入力電圧を昇圧させて前記第2の超音波モータに供給する第2のインダクタとを有する、
請求項2に記載の光学素子駆動装置。 - 前記インダクタのばらつきデータを記憶する記憶部を備え、
前記駆動部は、前記ばらつきデータに基づいて前記可動部を駆動する、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記駆動部を制御する駆動制御部を備える、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 前記昇圧部は、前記インダクタを覆うカバー部を有する、
請求項1に記載の光学素子駆動装置。 - 請求項1に記載の光学素子駆動装置と、
前記可動部に保持される前記光学素子を含む光学部と、
前記光学部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、
を備え、
前記光学素子を駆動する、
カメラモジュール。 - 情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
請求項14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撮像制御部と、
を備えるカメラ搭載装置。
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