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JP2008187839A - Drive mechanism using piezoelectric element, camera module using the drive mechanism, and portable terminal equipped with the camera module - Google Patents

Drive mechanism using piezoelectric element, camera module using the drive mechanism, and portable terminal equipped with the camera module Download PDF

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JP2008187839A
JP2008187839A JP2007020173A JP2007020173A JP2008187839A JP 2008187839 A JP2008187839 A JP 2008187839A JP 2007020173 A JP2007020173 A JP 2007020173A JP 2007020173 A JP2007020173 A JP 2007020173A JP 2008187839 A JP2008187839 A JP 2008187839A
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JP
Japan
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drive
cam slope
driving
camera module
head
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Application number
JP2007020173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Yoshikawa
誠司 芳川
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】圧電素子を用いた小型の駆動機構と、該駆動機構を用いたカメラモジュール及び携帯端末を提供。
【解決手段】板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層した駆動部材31、32の長手方向略中央に、駆動ヘッド310、320を設けて連動レバー33を挟み、連動レバー33の一端にカムスロープ22を当接させる。このうち駆動ヘッド320は、連動レバー33におけるカムスロープ22との当接側に設けられ、駆動ヘッド310は、連動レバー33を挟んで駆動ヘッド320とカムスロープ22との間に対応する位置に設けられて、駆動ヘッド310、320とカムスロープ22とで連動レバー33を3点支持し、駆動部材31、32の駆動で長手方向に移動する連動レバー33によりカムスロープ22を、連動レバー33の延在方向と直交する方向へ移動させるようにした。
【選択図】図2
A compact driving mechanism using a piezoelectric element, a camera module and a portable terminal using the driving mechanism are provided.
A drive head (310, 320) is provided at substantially the center in the longitudinal direction of drive members (31, 32) in which piezoelectric elements extending in a plate shape are stacked in the thickness direction, and an interlock lever (33) is sandwiched between them. The cam slope 22 is brought into contact with the head. Among these, the drive head 320 is provided on the contact side of the interlocking lever 33 with the cam slope 22, and the drive head 310 is provided at a position corresponding to between the drive head 320 and the cam slope 22 with the interlocking lever 33 interposed therebetween. Accordingly, the driving heads 310 and 320 and the cam slope 22 support the interlocking lever 33 at three points, and the driving levers 31 and 32 drive the cam slope 22 and the interlocking lever 33 extends. It was made to move in the direction orthogonal to the current direction.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、圧電素子を用いた駆動機構と該駆動機構を用いた携帯電話などの携帯端末に用いられるカメラモジュール、及び該カメラモジュールを備えた携帯端末に係り、特に、ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用いて小型に構成した駆動機構と、その駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させるようにし、小型に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。   The present invention relates to a driving mechanism using a piezoelectric element, a camera module used in a portable terminal such as a mobile phone using the driving mechanism, and a portable terminal including the camera module, and more particularly, a piezo element (PZT) or the like. The present invention relates to a small-sized drive mechanism using the piezoelectric element, a small-sized camera module that moves the lens in the optical axis direction using the drive mechanism, and a portable terminal equipped with the camera module. is there.

最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様な、高速、高精度なオートフォーカス(AF)機能や焦点距離の変化(ズーム)機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。   The camera modules used in portable terminals such as mobile phones are the same as those of ordinary electronic cameras (digital cameras) as the number of pixels of image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) increases. In addition, high-speed, high-precision autofocus (AF) function and focal length change (zoom) function are required, and the miniaturization and weight reduction of the mobile terminal itself inevitably leads to miniaturization and weight reduction of the camera module. It is desired.

オートフォーカスや焦点距離の変化(ズーム)機構を備えたカメラモジュールにおいては、レンズ群を光軸方向に移動させることが必要であり、そのため従来では、円筒カムやリードスクリューをモータで駆動し、オートフォーカス用レンズ群とズームレンズ群とを移動させてオートフォーカスやズーミングを実現していた。しかしながらモータを用いた場合、回転子とその周囲に電磁石や永久磁石が必要であって軸方向長さを短くしたとしても、円柱形状部分が不可欠であるからカメラモジュールを小型化する上でのネックとなり、さらに騒音なども発生する。   In a camera module equipped with an autofocus and focal length change (zoom) mechanism, it is necessary to move the lens group in the optical axis direction. For this reason, conventionally, a cylindrical cam or lead screw is driven by a motor, Autofocus and zooming have been realized by moving the focusing lens group and the zoom lens group. However, when a motor is used, an electromagnet or permanent magnet is required around the rotor, and even if the axial length is shortened, the cylindrical part is indispensable. In addition, noise is also generated.

そのため、駆動源としてピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、こういったオートフォーカスやズーミングを実現するカメラモジュールが種々提案され、本願出願人も、例えば特許文献1、特許文献2などにおいて、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源を用いたカメラモジュールを提案してきた。   Therefore, various camera modules that realize such autofocus and zooming using a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) as a drive source have been proposed, and the applicant of the present application is also disclosed in Patent Document 1, Patent Document 2, etc. A camera module using a friction drive type drive source using a piezoelectric ceramic (piezo element) has been proposed.

これら特許文献1、特許文献2などに用いられる圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源は、例えば特許文献3に示されているように、略長方形の板状外形の圧電セラミック(ピエゾ素子)における、長手方向と短手方向で形成される第1面の相対する辺の中心同士を結んで4ブロックに区切り、ブロック毎に電極を設けると共に対角線方向に配置された電極をワイヤで結び、さらに、第1面に対して反対側となる第2面の全面に一つの電極を設けてある。   A friction drive type drive source using a piezoelectric ceramic (piezo element) used in Patent Document 1, Patent Document 2, etc. is, for example, as shown in Patent Document 3, a substantially rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic. In the (piezo element), the opposite sides of the first surface formed in the longitudinal direction and the transverse direction are connected to each other and divided into 4 blocks. An electrode is provided for each block and the electrodes arranged in the diagonal direction are wires. In addition, one electrode is provided on the entire second surface opposite to the first surface.

また、短手方向の第3面には、比較的堅いセラミックの作動部であるスペーサが、例えば接合剤によって辺の略中央付近に取り付けられ、相対的に移動させる物体と係合するようになっている。さらにこの圧電セラミック(ピエゾ素子)は、周囲に固定された一対の支持体と、バネ付きの支持体によって変形可能に支持され、第1面における長手方向に並んだ一対の電極に正の電圧を、隣接する一対の電極に負の電圧を印加すると、正の電圧を印加した側が負の電圧を印加した側より長くなり、バネ付きの支持体で支持されていることで変形が可能なため、スペーサが係合している物体の負の電圧を印加した側に移動する。   On the third surface in the short direction, a spacer, which is a relatively hard ceramic operating portion, is attached, for example, in the vicinity of the approximate center of the side by a bonding agent, and engages with a relatively moving object. ing. Further, the piezoelectric ceramic (piezo element) is supported by a pair of support bodies fixed around and a support body with a spring so as to be deformable, and applies a positive voltage to the pair of electrodes arranged in the longitudinal direction on the first surface. When applying a negative voltage to a pair of adjacent electrodes, the side on which the positive voltage is applied is longer than the side on which the negative voltage is applied, and it can be deformed by being supported by a support with a spring. It moves to the side where the negative voltage of the object with which the spacer is engaged is applied.

そして、電圧が印加されなくなると圧電セラミック(ピエゾ素子)は元の状態に戻るが、このとき、例えば立ち下がり時間が立ち上がり時間より少なくとも4倍程度長い非対称の電圧パルスを電極に印加すると、圧電セラミック(ピエゾ素子)におけるスペーサと物体との摩擦により、パルスの立ち下がり時にスペーサと物体が係合したままスペーサが最初の位置に戻り、そのため、パルスの立ち上がり時の変位分、スペーサと物体が相対的に移動して、これを繰り返すことで、スペーサと物体とは相対的に逆の方向に移動することになる。   When the voltage is no longer applied, the piezoelectric ceramic (piezo element) returns to its original state. At this time, for example, when an asymmetric voltage pulse whose fall time is at least four times longer than the rise time is applied to the electrode, the piezoelectric ceramic. Due to the friction between the spacer and the object in the (piezo element), the spacer returns to the initial position while the spacer and the object are engaged at the fall of the pulse. By repeating this and repeating this, the spacer and the object move in the opposite directions.

本願出願人が提案した特許文献1、特許文献2に示されたカメラモジュールは、このように構成したピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を駆動源として用い、例えば特許文献1に示されたカメラモジュールでは、レンズホルダに係合し、光軸と平行に設けられたリードスクリューにローターを取り付け、これも光軸と平行に設けられたピエゾ素子のスペーサでこのローターの側面を駆動してリードスクリューを回転させ、レンズホルダを光軸方向に駆動できるようにしている。   The camera module shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 proposed by the applicant of the present application uses a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) configured in this way as a drive source. For example, the camera shown in Patent Document 1 In the module, the rotor is attached to a lead screw that is engaged with the lens holder and is provided parallel to the optical axis, and the side surface of the rotor is driven by a piezo element spacer that is also provided parallel to the optical axis. The lens holder can be driven in the optical axis direction.

また、特許文献2に示されたカメラモジュールでは、レンズ保持部を光軸を中心に略対称的、且つ、平行に配置した複数のガイド軸部材で光軸方向に移動可能に保持し、これら軸部材に作動部が当接するようピエゾ素子の長手方向を光軸方向に対して直角にレンズ保持部に取り付け、ピエゾ素子の駆動によってレンズ保持部を軸部材に対して相対的に移動させて、光軸方向に駆動できるようにしている。   Further, in the camera module disclosed in Patent Document 2, the lens holding portion is held so as to be movable in the optical axis direction by a plurality of guide shaft members arranged substantially symmetrically and in parallel with respect to the optical axis. The longitudinal direction of the piezo element is attached to the lens holding part at a right angle to the optical axis direction so that the operating part comes into contact with the member, and the lens holding part is moved relative to the shaft member by driving the piezo element to It can be driven in the axial direction.

また、圧電セラミック(ピエゾ素子)を用いた摩擦駆動型の駆動源としては、前記した特許文献3に示されたような形態のものだけでなく、例えば特許文献4には、2つの圧電素子を互いに直交するように配置し、圧電素子の交差部に設けられて回転可能なロータの円筒面に当接したチップ部材を楕円軌跡を描くように駆動し、それによってロータを回転させるようにした圧電アクチュエータが示されている。   In addition, the friction drive type drive source using the piezoelectric ceramic (piezo element) is not limited to the one shown in Patent Document 3 described above. For example, Patent Document 4 includes two piezoelectric elements. Piezoelectric elements that are arranged so as to be orthogonal to each other and that drive the tip member that contacts the cylindrical surface of the rotatable rotor provided at the intersection of the piezoelectric elements to draw an elliptical locus, thereby rotating the rotor An actuator is shown.

また、特許文献5、特許文献6には、圧電材料、電歪材料、反強誘電材料などの、電流または電圧が加えられることでその形状を変化させる板状部材で形成し、2つの直列に接続された屈曲部と中央部に設けた駆動パッドとから成る駆動部材と、この駆動部材本体の長手方向に対して平行に延びて駆動パッドが押し当てられたレールとで構成され、駆動部材に加えられる進行波エネルギーにより、駆動パッドが楕円状の運動をすることで駆動部材がレールに対して相対的に移動するようになっている、近共振電気機械モータが示されている。   Further, in Patent Documents 5 and 6, a plate-shaped member such as a piezoelectric material, an electrostrictive material, an antiferroelectric material, or the like that changes its shape when applied with current or voltage is used. The drive member is composed of a connected bent portion and a drive pad provided at the central portion, and a rail that extends parallel to the longitudinal direction of the drive member body and is pressed against the drive pad. A near-resonant electromechanical motor is shown in which the applied traveling wave energy causes the drive pad to move relative to the rail as the drive pad moves in an elliptical shape.

特開2006−98575号公報JP 2006-98575 A 特開2006−98600号公報JP 2006-98600 A 特許第2980541号公報Japanese Patent No. 2980541 特開2000−139086号公報JP 2000-139086 A 特表2005−530475号公報JP 2005-530475 A Pub,No.;US 2005/0134146号公報Pub, no. ; US 2005/0134146

しかしながら、特許文献1に示されたカメラモジュールは、光軸と平行に設けられたリードスクリューと、そのリードスクリューに取り付けられてピエゾ素子のスペーサで駆動されるローターとが存在し、ローターの径だけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなる。また、特許文献2に示されたカメラモジュールでも、やはり光軸を中心にレンズ保持部に対して略対称的で平行に配置した軸部材と、その軸部材に作動部が当接するピエゾ素子との存在で、それだけカメラモジュールの幅または奥行きが大きくなって、より一層の小型化を妨げている。また、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6は、それぞれピエゾ素子を用いた駆動部材が示されているだけであり、しかもその駆動部材は、移動体を何らかの形で保持する機構が必要で、それだけ摩擦力が大きく、ピエゾ素子による駆動力を大きくしないと肝心の被駆動体を動かす力が弱くなって、効率的な駆動ができない。またこれらの文献には、カメラモジュールに用いられる構成が示されているわけではない。   However, the camera module disclosed in Patent Document 1 includes a lead screw provided parallel to the optical axis and a rotor attached to the lead screw and driven by a spacer of a piezo element. The width or depth of the camera module increases. Further, the camera module disclosed in Patent Document 2 also includes a shaft member that is substantially symmetrical and arranged in parallel with the lens holding portion around the optical axis, and a piezoelectric element in which the operating portion abuts on the shaft member. Existence increases the width or depth of the camera module and prevents further miniaturization. Further, Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6 each show only a driving member using a piezoelectric element, and the driving member holds the moving body in some form. A mechanism is required, and the frictional force is so large that if the driving force by the piezo element is not increased, the force to move the driven body is weak and efficient driving cannot be performed. In addition, these documents do not show the configuration used for the camera module.

そのため本発明においては、ピエゾ素子(PZT)等の圧電素子を用い、カメラモジュールに組み込んでもカメラモジュールの小型化を妨げないようにすると共に、移動体の動作を妨げる摩擦力を極力小さくして圧電素子の駆動力を有効に利用できるようにした小型の駆動機構と、該駆動機構を用いてレンズを光軸方向に移動させるようにして小型で軽量に構成したカメラモジュールと、そのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。   Therefore, in the present invention, a piezoelectric element such as a piezo element (PZT) is used so as not to prevent downsizing of the camera module even if it is incorporated in the camera module, and the frictional force that hinders the operation of the moving body is reduced as much as possible. A small drive mechanism that can effectively use the driving force of the element, a camera module that is configured to be small and light by moving the lens in the optical axis direction using the drive mechanism, and the camera module It is a problem to provide a portable terminal.

上記課題を解決するため本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、前記駆動ヘッドから駆動力を受けて移動する移動体と、
該移動体の一端に当接したカムスロープと、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により、前記移動体を長手方向に移動させて前記カムスロープを、前記移動体の延在方向と直交する方向へ移動させることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the drive mechanism using the piezoelectric element according to the present invention is:
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body that is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members, extends in the longitudinal direction of the drive member, and moves by receiving a drive force from the drive head;
A cam slope in contact with one end of the moving body;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body,
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The movable body is supported at three points by the pair of drive heads and the cam slope, and the movable body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of drive members, so that the cam slope is extended by the movable body. It moves to the direction orthogonal to a direction, It is characterized by the above-mentioned.

また、この駆動機構を組み込んだカメラモジュールは、
少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直行する面に対して傾斜を有するカムスロープと、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層し、前記延在方向を光軸方向に対して略直交する方向として形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、一端が前記カムスロープに当接した移動体と、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、
からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により前記移動体を長手方向に移動させ、前記カムスロープを固設した前記レンズ保持体を光軸方向に移動させることを特徴とする。
In addition, the camera module incorporating this drive mechanism
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A cam slope fixed to the lens holder and having an inclination with respect to a surface perpendicular to the optical axis direction;
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction, and forming the extending direction as a direction substantially orthogonal to the optical axis direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extending in the longitudinal direction of the drive member, one end of which is in contact with the cam slope;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body;
Consists of
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The lens holding body in which the moving body is supported at three points by the pair of driving heads and the cam slope, the moving body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of driving members, and the cam slope is fixedly provided. It is characterized by moving in the optical axis direction.

さらに、このカメラモジュールを組み込んだ携帯端末は、
少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直行する面に対して傾斜を有するカムスロープと、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層し、前記延在方向を光軸方向に対して略直交する方向として形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、一端が前記カムスロープに当接した移動体と、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により前記移動体を長手方向に移動させ、前記カムスロープを固設した前記レンズ保持体を光軸方向に移動させるカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする。
In addition, mobile terminals incorporating this camera module
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A cam slope fixed to the lens holder and having an inclination with respect to a surface perpendicular to the optical axis direction;
A drive member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction, and forming the extending direction as a direction substantially orthogonal to the optical axis direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extending in the longitudinal direction of the drive member, one end of which is in contact with the cam slope;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body,
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The lens holding body in which the moving body is supported at three points by the pair of driving heads and the cam slope, the moving body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of driving members, and the cam slope is fixedly provided. A camera module that moves in the direction of the optical axis;
A case body to which the camera module is mounted;
It is provided in this case body and has an operation part which operates the camera module.

このように移動体の一端をカムスロープに当接させ、さらに一対の駆動ヘッドで挟むと共に、一の駆動ヘッドは移動体におけるカムスロープとの当接側に設け、他の駆動ヘッドは移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置させて、一対の駆動ヘッドとカムスロープとで3点支持することで、それ以外の移動体を何らかの形で保持する機構が不要になって、それだけ摩擦力が小さくなり、圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成できる。   In this way, one end of the moving body is brought into contact with the cam slope, and further sandwiched between the pair of driving heads, one driving head is provided on the moving body in contact with the cam slope, and the other driving head holds the moving body. It is positioned at a corresponding position between the one drive head and the cam slope on the opposite side of the one drive head, and is supported by the pair of drive heads and the cam slope at three points. A mechanism for holding the movable body in any form is no longer necessary, the frictional force is reduced accordingly, and a small driving mechanism that can effectively use the driving force by the piezoelectric element can be configured.

また、前記特許文献5、6に示されているように、駆動ヘッドで移動体を挟むと移動体を移動させる力が安定すると共に強くなり、それだけ強力に移動体を移動させることができる。従って、このように構成した駆動機構で移動体を移動させてレンズ保持体を光軸方向に移動させることで、特許文献1、2に示されたカメラモジュールのように、ローターやレンズ保持部に対して略対称的で平行に配置した軸部材等が不要であるから、カメラモジュールと該カメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。   Further, as shown in Patent Documents 5 and 6, when the moving body is sandwiched by the drive head, the force for moving the moving body becomes stable and strong, and the moving body can be moved as much. Therefore, by moving the moving body in the optical axis direction by moving the moving body with the drive mechanism configured as described above, the rotor and the lens holding section can be moved like the camera module shown in Patent Documents 1 and 2. On the other hand, since a shaft member or the like that is substantially symmetrical and arranged in parallel is unnecessary, the camera module and the portable terminal including the camera module can be configured to be small and lightweight.

そして、前記駆動ヘッドは前記移動体と線接触するよう構成されていることで、駆動ヘッドと移動体との摩擦面積が多くなり、摺動トルクが大きくなって駆動力のロスが少なくなると共に、停止時の保持力も強くできるようになる。   And since the drive head is configured to be in line contact with the moving body, the friction area between the drive head and the moving body is increased, the sliding torque is increased, and the loss of driving force is reduced. The holding force at the time of stop can also be strengthened.

また、前記一対の駆動部材は、それぞれ前記駆動ヘッドを設けた面とは逆の面の長手方向両端近傍を2点支持され、前記一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材は、前記一の駆動部材を2点支持する部材を兼ねていることで、特別な支持部材を設けずに一対の駆動部材を支持することが可能となる。   The pair of driving members are supported at two points in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the surface opposite to the surface on which the driving head is provided, and the elastic member that presses the one driving head toward the moving body is By serving also as a member that supports the two driving members, a pair of driving members can be supported without providing a special supporting member.

さらに、前記カメラモジュールは、光軸に平行なガイド軸がカメラモジュール筐体の4隅のいずれかに設置され、前記レンズ保持体は該ガイド軸を挿通させるガイド孔を有して前記レンズ保持体の光軸方向移動を行えるようにしたことが、本発明の好適な実施形態である。   Further, the camera module has guide shafts parallel to the optical axis installed at any of the four corners of the camera module housing, and the lens holder has a guide hole through which the guide shaft is inserted. It is a preferred embodiment of the present invention that the optical axis direction movement can be performed.

以上記載のごとく本発明になる圧電素子を用いた駆動機構は、移動体を駆動ヘッドとカムスロープとで3点支持、それ以外の移動体保持機構を不要としたから、それだけ摩擦力が小さくなり、圧電素子による駆動力を有効に利用できる小型の駆動機構を構成できる。   As described above, in the driving mechanism using the piezoelectric element according to the present invention, the moving body is supported at three points by the driving head and the cam slope, and the other moving body holding mechanism is unnecessary, so the frictional force is reduced accordingly. Thus, it is possible to configure a small driving mechanism that can effectively use the driving force by the piezoelectric element.

また、駆動ヘッドで移動体を挟むと移動体を移動させる力が安定すると共に強くなり、それだけ強力に移動体を移動させることができる。従って、このように構成した駆動機構で移動体を移動させてレンズ保持体を光軸方向に移動させることで、従来技術のようにローターやレンズ保持部に対して略対称的で光軸に平行に配置した複数のガイド軸部材等が不要であるから、カメラモジュールとカメラモジュールを備えた携帯端末を小型で軽量に構成することができる。   Further, when the moving body is sandwiched by the drive head, the force for moving the moving body becomes stable and strong, and the moving body can be moved more strongly. Therefore, by moving the moving body in the optical axis direction by moving the moving body with the driving mechanism configured as described above, the optical axis direction is substantially symmetric with respect to the rotor and the lens holding portion as in the prior art, and parallel to the optical axis. Since a plurality of guide shaft members and the like arranged in the above are unnecessary, the camera module and the portable terminal including the camera module can be configured to be small and lightweight.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対的配置等は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples.

図1は、実施例1の実施形態になるカメラモジュール1の(A)が上面図、(B)が右側面図、(C)が正面図、(D)が外観斜視図である。図1においてカメラモジュール1は略長方体形状に形成され、その上面にレンズユニット2のレンズ20を露出させる開口を有したカバー5と、レンズユニット2の光軸方向移動を行うための駆動機構3(図1には図示せず)や、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を配したセンサユニット6(図1には図示せず)を下部に収容した、駆動機構フレーム4とで構成されている。   1A is a top view, FIG. 1B is a right side view, FIG. 1C is a front view, and FIG. 1D is an external perspective view of a camera module 1 according to an embodiment of Example 1. FIG. In FIG. 1, the camera module 1 is formed in a substantially rectangular shape, and has a cover 5 having an opening for exposing the lens 20 of the lens unit 2 on the upper surface thereof, and a driving mechanism for moving the lens unit 2 in the optical axis direction. 3 (not shown in FIG. 1), a sensor unit 6 (not shown in FIG. 1) in which an image pickup device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is arranged is accommodated in the lower part. And the drive mechanism frame 4.

図2はカメラモジュール1の分解斜視図であり、図3は図1(A)にA−A’で示した位置の矢印方向から見た断面図、図4は実施形態になるカメラモジュールのレンズユニットとその光軸方向移動機構の、(A)が上面図、(B)が(A)におけるB−B’位置の矢示方向から見た断面図である。以下、実施形態になるカメラモジュール1の説明を、単焦点の光学レンズ系を有するカメラモジュール1のオートフォーカス機構を例に説明するが、本発明はそれだけに限らず、ズームレンズ等にも応用できることは明らかである。   2 is an exploded perspective view of the camera module 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the camera module 1 as viewed from the direction of the arrow AA ′ in FIG. 1A, and FIG. 4 is a lens of the camera module according to the embodiment. (A) is a top view of a unit and its optical axis direction moving mechanism, and (B) is a cross-sectional view as seen from the direction of the arrow at the position BB ′ in (A). Hereinafter, the description of the camera module 1 according to the embodiment will be described by taking an autofocus mechanism of the camera module 1 having a single-focus optical lens system as an example. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to a zoom lens or the like. it is obvious.

図中、同一構成要素には同一番号が付されている。まず図2の分解斜視図について、構成要素のそれぞれを上から順に説明すると、5は前記したようにカメラモジュール1の上面を覆うカバー、2はレンズユニットで、中央部にレンズ20を収容し、その側部には、ガイド軸41に挿通させるガイド軸穴を有した軸受部21がガイド軸41方向に張り出して設けられ、さらにその軸受部21に、このレンズユニット2を光軸方向に移動させるため、圧電素子(駆動部材)31、32の延在方向と同方向に延在し、光軸方向と直交する面に対して傾斜を有したカムスロープ22などが一体となっている。   In the figure, the same components are assigned the same numbers. First, regarding the exploded perspective view of FIG. 2, each of the components will be described in order from the top. 5 is a cover that covers the upper surface of the camera module 1 as described above, 2 is a lens unit, and the lens 20 is accommodated in the center. A bearing portion 21 having a guide shaft hole inserted through the guide shaft 41 is provided on the side portion so as to protrude in the direction of the guide shaft 41, and the lens unit 2 is moved to the bearing portion 21 in the optical axis direction. Therefore, the cam slope 22 and the like extending in the same direction as the extending direction of the piezoelectric elements (drive members) 31 and 32 and having an inclination with respect to the plane orthogonal to the optical axis direction are integrated.

3は駆動機構で、この駆動機構3は、一対の圧電素子(駆動部材)31、32と連動レバー(移動体)33、圧電素子32を連動レバー33側に押圧する圧電素子片寄せバネ35等で構成されている。このうち、圧電素子31、32には長手方向略中央に駆動ヘッド310、320が設けられ、連動レバー33ともども、レンズ20の光軸に直交する方向に延在されている。そして後記するように、圧電素子31、32の駆動ヘッド310と320とは、駆動ヘッド320が連動レバー33におけるカムスロープ22との当接側に設けられ、駆動ヘッド310が、連動レバー33を挟んで駆動ヘッド320とカムスロープ22との間に対応する位置に位置するよう、互いにずれるよう圧電素子31、32が配されて連動レバー33を挟んでいる。   Reference numeral 3 denotes a drive mechanism. The drive mechanism 3 includes a pair of piezoelectric elements (drive members) 31 and 32, an interlocking lever (moving body) 33, a piezoelectric element biasing spring 35 that presses the piezoelectric element 32 toward the interlocking lever 33, and the like. It consists of Among these elements, the piezoelectric elements 31 and 32 are provided with drive heads 310 and 320 at substantially the center in the longitudinal direction, and the interlocking lever 33 extends in a direction orthogonal to the optical axis of the lens 20. As will be described later, the drive heads 310 and 320 of the piezoelectric elements 31 and 32 are provided such that the drive head 320 is provided on the contact side of the interlocking lever 33 with the cam slope 22, and the drive head 310 sandwiches the interlocking lever 33. Thus, the piezoelectric elements 31 and 32 are arranged so as to be displaced from each other so as to be positioned at corresponding positions between the drive head 320 and the cam slope 22, and the interlocking lever 33 is sandwiched therebetween.

またカムスロープ22は、連動レバー33と一端側が当接しながら、レンズユニット2がスプリング42によってセンサユニット6と離れる方向に押圧されているため、連動レバー33側に押圧されており、それによって連動レバー33は、駆動ヘッド310、320とカムスロープ22とで3点支持され、圧電素子31、32と平行に保たれている。そして、連動レバー33がその延在方向に移動することで、カムスロープ22を押し、レンズユニット2を光軸方向に移動させるわけである。   Further, the cam slope 22 is pressed toward the interlocking lever 33 because the lens unit 2 is pressed in a direction away from the sensor unit 6 by the spring 42 while the interlocking lever 33 and the one end are in contact with each other. 33 is supported at three points by the drive heads 310 and 320 and the cam slope 22 and is kept parallel to the piezoelectric elements 31 and 32. Then, when the interlocking lever 33 moves in the extending direction, the cam slope 22 is pushed and the lens unit 2 is moved in the optical axis direction.

また、駆動機構フレーム4には、圧電素子片寄せバネ35、圧電素子32を収容する圧電素子収容部43や、レンズユニット2の光軸方向移動をガイドし、レンズユニット2をセンサユニット6と離れる方向に押圧するスプリング42が挿通されたガイド軸41が設けられ、また、図上、最下部にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子を配したセンサユニット6が嵌め込まれるようになっている。   In addition, the drive mechanism frame 4 guides the movement of the lens unit 2 in the optical axis direction of the piezoelectric element accommodating portion 43 accommodating the piezoelectric element biasing spring 35 and the piezoelectric element 32, and moves the lens unit 2 away from the sensor unit 6. A sensor shaft 6 is provided with a guide shaft 41 through which a spring 42 that presses in the direction is inserted, and an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) at the bottom of the figure. It is designed to be fitted.

駆動機構3を構成する圧電素子31、32は、前記特許文献5、特許文献6に示されているように、板状に形成されて厚さ方向に積層され、表層における長手方向略中央に駆動ヘッド310、320が設けられたものを用いるが、図5を用い、この圧電素子の構造概略と、電圧印加により圧電素子がどのような挙動をするかを説明する。   As shown in Patent Documents 5 and 6, the piezoelectric elements 31 and 32 constituting the drive mechanism 3 are formed in a plate shape and stacked in the thickness direction, and are driven approximately in the center in the longitudinal direction on the surface layer. A head provided with the heads 310 and 320 is used. The schematic structure of the piezoelectric element and how the piezoelectric element behaves when a voltage is applied will be described with reference to FIG.

図5(A)において120は、板状の圧電素子121、122が積層された圧電素子(駆動部材)で、一表層における長手方向略中央に、例えば半楕円柱形状に形成された駆動ヘッド123が設けられている。124、125は、図示されていない被駆動体に半楕円柱形状駆動ヘッド123を押しつけるための弾性体からなる支持部である。   In FIG. 5A, reference numeral 120 denotes a piezoelectric element (driving member) in which plate-like piezoelectric elements 121 and 122 are laminated, and a driving head 123 formed in, for example, a semi-elliptical column shape at the center in the longitudinal direction of one surface layer. Is provided. Reference numerals 124 and 125 denote support portions made of an elastic body for pressing the semi-elliptical prism-shaped drive head 123 against a driven body (not shown).

そして、この圧電素子120の半楕円柱形状駆動ヘッド123が設けられた側の圧電素子121における、表層の全面にVccを印加すると共に逆側の圧電素子122における表層の全面をGnd(アース)とし、長手方向両端のA、Bに、(F)に示したように位相をπ/2だけずらした進行波を印加してやると、圧電素子120が両端A、Bに印加される電圧により(B)に示したように、A=Vcc、B=Vccの場合は半楕円柱形状駆動ヘッド123側が凸に、(C)のようにA=Vcc、B=Gndの場合は図上半楕円柱形状駆動ヘッド123より左側が凸に、右側が凹になり、(D)に示したようにA=Gnd、B=Gndの場合は半楕円柱形状駆動ヘッド123側が凹に、(E)のようにA=Gnd、B=Vccの場合は図上半楕円柱形状駆動ヘッド123より左側が凹に、右側が凸になって、半楕円柱形状駆動ヘッド123の頂点が疑似円運動を行う。なお、ここで言う擬似円運動とは、完全な円形運動ではないが、楕円運動や多角形運動等、それに類する軌跡を描く運動のことを言う。   Then, Vcc is applied to the entire surface of the piezoelectric element 121 on the side of the piezoelectric element 120 on which the semi-elliptical column-shaped drive head 123 is provided, and the entire surface of the surface of the piezoelectric element 122 on the opposite side is set to Gnd (earth). When a traveling wave having a phase shifted by π / 2 as shown in (F) is applied to A and B at both ends in the longitudinal direction, the voltage applied to both ends A and B by the piezoelectric element 120 (B) As shown in FIG. 5, when A = Vcc and B = Vcc, the semi-elliptical prism-shaped drive head 123 side is convex, and when A = Vcc and B = Gnd as shown in FIG. The left side of the head 123 is convex and the right side is concave. When A = Gnd and B = Gnd as shown in (D), the semi-elliptical prism-shaped drive head 123 side is concave, and as shown in FIG. = Gnd, B = Vcc Left concave from elliptical cylindrical shape drive head 123 and the right side becomes convex, the apex of the semi-elliptic cylinder shape drive head 123 performs pseudo circular motion. The pseudo-circular motion referred to here is not a complete circular motion, but refers to a motion that draws a similar locus such as an elliptical motion or a polygonal motion.

そのため、半楕円柱形状駆動ヘッド123が押しつけられた図示していない被駆動体は、図上左右いずれかに送られることになる。この場合、図5(F)に示した進行波のずれる方向を逆にすると、擬似円運動の方向が逆になって被駆動体は逆に送られる。なお、半楕円柱形状駆動ヘッド123が被駆動体に対し線接触するような形状・構造とすると、摩擦面積が多くなり、摺動トルクが大きくて駆動力のロスも少なく、停止時の保持力も強くできる駆動機構とすることができる。また、被駆動体における半楕円柱形状駆動ヘッド123が接触する部分の表面粗さを粗くし、摩擦係数を高くしたほうがより大きな効果が望め、さらに印加する進行波は正弦波に限らず、矩形波、三角波などでもよい。   For this reason, a driven body (not shown) to which the semi-elliptical cylinder-shaped driving head 123 is pressed is sent to either the left or right side of the drawing. In this case, when the direction of the traveling wave shown in FIG. 5F is reversed, the direction of the pseudo circular motion is reversed and the driven body is sent in the opposite direction. If the semi-elliptical prism-shaped drive head 123 has a shape and structure that makes line contact with the driven body, the friction area increases, the sliding torque is large, the loss of driving force is small, and the holding force at the time of stopping is also high. It can be set as the drive mechanism which can be strengthened. In addition, a larger effect can be expected by increasing the surface roughness of the portion of the driven body that is in contact with the semi-elliptical column-shaped driving head 123 and increasing the friction coefficient. Further, the traveling wave to be applied is not limited to a sine wave, but a rectangular wave. A wave, a triangular wave, etc. may be sufficient.

図6は、このように長手方向略中央に駆動ヘッド123を設けた板状圧電素子121、122で構成される駆動部材を、2つ用いた本発明の駆動機構の概念図である。この図6に示した駆動機構では、板状圧電素子121、122のそれぞれ略中央に設けられた駆動ヘッド123、123で移動体126を挟み、さらに移動体126の一端は、矢印129方向の押圧力が加えられて移動体126の延在方向に対して角度を有した127で示すスロープが設けられている。なお、それぞれの板状圧電素子121、122には、図示はされていないが、前記図5(A)に124、125で示した支持部が、少なくとも一方を弾性体として設けられている。 FIG. 6 is a conceptual diagram of the drive mechanism of the present invention using two drive members composed of the plate-like piezoelectric elements 121 and 122 having the drive head 123 provided at the approximate center in the longitudinal direction. In the drive mechanism shown in FIG. 6, the movable body 126 is sandwiched between the drive heads 123 1 and 123 2 provided substantially at the centers of the plate-like piezoelectric elements 121 and 122, respectively, and one end of the movable body 126 has an arrow 129 1. A slope indicated by 127 having an angle with respect to the extending direction of the moving body 126 by applying a pressing force in the direction is provided. Although not shown in the drawings, each of the plate-like piezoelectric elements 121 and 122 is provided with at least one of the support portions indicated by 124 and 125 in FIG. 5A as an elastic body.

そして駆動ヘッド123、123は、この図6から明らかなように、駆動ヘッド123が駆動ヘッド123よりスロープ127側に設けられている。そのため、このスロープ127に前記したように矢印129方向の押圧力が加えられていることで、この矢印129方向の押圧力と、前記した図示されていない図5(A)に124、125で示した弾性体からなる支持部における押圧力を釣り合わせることで、移動体126は駆動ヘッド123、123とスロープ127とで3点支持され、板状圧電素子121、122と平行に保たれている。 The drive head 123 1, 123 2, this from 6 As is apparent, the driving head 123 1 is provided on the slope 127 side of the drive head 123 2. For this reason, as described above, the pressing force in the direction of the arrow 129 1 is applied to the slope 127, so that the pressing force in the direction of the arrow 129 1 and the above-described FIG. The movable body 126 is supported at three points by the drive heads 123 1 , 123 2 and the slope 127 and is kept parallel to the plate-like piezoelectric elements 121, 122. I'm leaning.

この状態で、それぞれの駆動部材121、122に図5で説明したような位相をπ/2だけずらした進行波を印加すると、移動体126の両側から同期して移動体126を矢印128、或いは128の方向に移動させる力が加えられる。そのため、例えばスロープ127を矢印129方向に押圧する力に抗して矢印129方向に移動させることで、移動体126の延在方向(矢印128、或いは128の方向)への移動を、その延在方向とは直交する方向の移動力とすることができる。 In this state, when a traveling wave having a phase shifted by π / 2 as described with reference to FIG. 5 is applied to each of the driving members 121 and 122, the moving body 126 is synchronized with both sides of the moving body 126 by the arrows 128 1 , or force to move is added to 128 2 directions. Therefore, for example, the movement of the moving body 126 in the extending direction (the direction of the arrow 128 1 or 128 2 ) is performed by moving the slope 127 in the direction of the arrow 129 2 against the force of pressing the slope 127 in the direction of the arrow 129 1. The moving force can be a direction perpendicular to the extending direction.

前記した特許文献5には、板状圧電素子121、122で構成される駆動部材を2つ用い、それぞれの駆動部材の駆動ヘッドが移動体126における駆動ヘッドの接触面に平行な中心の面に対し、対象となる位置に配して移動体126を挟んだ構成が示されているが、このように構成した場合、移動体126の少なくとも一端を軸受けのような構造で保持しないと駆動部材と平行に移動することができない。   In the above-mentioned Patent Document 5, two driving members composed of the plate-like piezoelectric elements 121 and 122 are used, and the driving heads of the respective driving members are arranged on a central plane parallel to the contact surface of the driving head in the moving body 126. On the other hand, a configuration in which the moving body 126 is sandwiched by being disposed at a target position is shown. However, in such a configuration, if at least one end of the moving body 126 is not held in a structure like a bearing, Cannot move in parallel.

しかし軸受けのような構造を設けると、当然のことながらそれだけ摩擦力が増える。それに対して図6に示した構成では、移動体126は駆動ヘッド123、123、スロープ127で3点支持され、それ以外の部材を移動体126に接触させる必要はないから、その分摩擦力が少なくなり、小さな力で移動体126を動かすことができる。 However, if a structure such as a bearing is provided, the frictional force increases as a matter of course. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 6, the moving body 126 is supported at three points by the drive heads 123 1 , 123 2 , and the slope 127, and it is not necessary to bring other members into contact with the moving body 126. The force is reduced, and the moving body 126 can be moved with a small force.

実施形態のカメラモジュール1は、このような考え方に従って構成した駆動機構3により、レンズユニット2を光軸方向に移動させるものである。すなわち、図3、図4(A)、(B)に示したように、実施形態になるカメラモジュール1の駆動機構3を構成する圧電素子31の駆動ヘッド310は、圧電素子32の駆動ヘッド320よりスロープ22側に設けられている。そしてこのスロープ22は、レンズユニット2に設けられた軸受部21に一体に設けられ、さらに軸受部21には、スプリング42(図2、図3、図4(B)参照)でセンサユニット6と離れる方向に押圧力が与えられている。   The camera module 1 of the embodiment moves the lens unit 2 in the optical axis direction by the drive mechanism 3 configured according to such a concept. That is, as shown in FIGS. 3, 4A, and 4B, the drive head 310 of the piezoelectric element 31 constituting the drive mechanism 3 of the camera module 1 according to the embodiment is the drive head 320 of the piezoelectric element 32. It is further provided on the slope 22 side. The slope 22 is provided integrally with a bearing portion 21 provided in the lens unit 2, and the bearing portion 21 is further connected to the sensor unit 6 by a spring 42 (see FIGS. 2, 3, and 4B). A pressing force is applied in the direction of leaving.

一方圧電素子32は、スプリング42の押圧力に相当する弾性力を有した圧電素子片寄せバネ35で、連動レバー33方向への押圧力が加えられているため、駆動ヘッド310、320で挟まれた連動レバー33は、これら駆動ヘッド310、320とカムスロープ22とで3点支持され、圧電素子31、32と平行に保たれている。そのため、前記したように連動レバー33には、駆動ヘッド310、320とカムスロープ22以外の部材が接触しないから、その分摩擦力が少なくなり、小さな力で連動レバー33を動かすことができる。   On the other hand, the piezoelectric element 32 is a piezoelectric element biasing spring 35 having an elastic force corresponding to the pressing force of the spring 42 and is pressed between the driving heads 310 and 320 because the pressing force in the direction of the interlocking lever 33 is applied. The interlocking lever 33 is supported at three points by the drive heads 310 and 320 and the cam slope 22 and is kept parallel to the piezoelectric elements 31 and 32. Therefore, since the members other than the drive heads 310 and 320 and the cam slope 22 do not contact the interlocking lever 33 as described above, the frictional force is reduced correspondingly, and the interlocking lever 33 can be moved with a small force.

なお、圧電素子32と圧電素子片寄せバネ35とは、図2、図3における圧電素子収容部43に延在方向両側を規制されながら収容され、図4(B)から明らかなように、圧電素子32は圧電素子片寄せバネ35の圧電素子押さえ突起351によって2点支持され、連動レバー33方向に押圧されている。一方の圧電素子31は、カバー5の内部に設けられた圧電素子収容部52に、延在方向両側を規制されながら圧電素子支持突起51で2点支持されて収容され、圧電素子片寄せバネ35、スプリング42の押圧力を受けて保持されている。   The piezoelectric element 32 and the piezoelectric element biasing spring 35 are accommodated in the piezoelectric element accommodating portion 43 in FIGS. 2 and 3 while being restricted on both sides in the extending direction. As is apparent from FIG. The element 32 is supported at two points by the piezoelectric element pressing protrusion 351 of the piezoelectric element biasing spring 35 and is pressed toward the interlocking lever 33. One piezoelectric element 31 is accommodated in a piezoelectric element accommodating portion 52 provided inside the cover 5 while being supported at two points by the piezoelectric element supporting protrusions 51 while being restricted on both sides in the extending direction. The spring 42 is held by receiving a pressing force.

図7は、以上説明してきたカメラモジュールを組み込んだ携帯端末の一例としての携帯電話機100を示した図である。この図7において(A)は表示部101を閉じてカメラモジュール1のレンズユニット2が判る状態を示し、(B)は表示部101を開いて操作部110に設けられた操作釦111を操作できる状態を示している。   FIG. 7 is a diagram showing a mobile phone 100 as an example of a mobile terminal incorporating the camera module described above. 7A shows a state in which the display unit 101 is closed and the lens unit 2 of the camera module 1 can be seen, and FIG. 7B shows that the display unit 101 can be opened and the operation button 111 provided on the operation unit 110 can be operated. Indicates the state.

図中102は、操作部110に設けられた操作釦111が操作できる(B)の状態のとき、種々の情報を表示する第1の表示装置であり、104は(A)のように操作釦111が操作できない状態のとき、メール着信などを知らせる第2の表示装置で、112は表示部101と操作部110を開閉するためのヒンジ機構である。このうち、表示部101と操作部110はそれぞれケース体を構成する。   In the figure, reference numeral 102 denotes a first display device that displays various types of information when the operation button 111 provided on the operation unit 110 is in the state (B), and 104 is an operation button as shown in FIG. Reference numeral 112 denotes a second display device that notifies an incoming mail or the like when 111 is in an inoperable state, and 112 is a hinge mechanism for opening and closing the display unit 101 and the operation unit 110. Among these, the display part 101 and the operation part 110 each comprise a case body.

表示部101には、103で示した位置に、以上説明してきたカメラモジュールのレンズユニット2を露出させる穴が設けられ、カメラモジュールの本体はその中に収容されている。そして、操作部110の所定の操作釦111を操作すると、カメラモジュールによって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、第1の表示装置102上に表示される。なお、図示はしないが、操作部110にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、表示部101の厚さ寸法は、略カメラモジュール1の高さに規制されている。   The display unit 101 is provided with a hole for exposing the lens unit 2 of the camera module described above at the position indicated by 103, and the main body of the camera module is accommodated therein. Then, when a predetermined operation button 111 of the operation unit 110 is operated, an image is taken by the camera module, and the taken image is displayed on the first display device 102, for example. Although not shown, the operation unit 110 houses a battery, a communication unit, and the like, and the thickness of the display unit 101 is substantially regulated to the height of the camera module 1.

以上種々述べてきたように本実施形態によれば、レンズ光軸方向に駆動する駆動機構を小型に、安価に構成でき、小型で軽量に構成できるカメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, the driving mechanism that drives in the lens optical axis direction can be configured to be small and inexpensive, and the camera module that can be configured to be small and lightweight, and the portable terminal including the camera module are provided. Can be provided.

実施形態になるカメラモジュールの(A)が上面図、(B)が右側面図、(C)が正面図、(D)が外観斜視図である。(A) of the camera module which becomes embodiment is a top view, (B) is a right view, (C) is a front view, (D) is an external perspective view. 実施形態になるカメラモジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the camera module which becomes embodiment. 図1(A)にA−A’で示した位置の矢印方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the arrow direction of the position shown by A-A 'in Drawing 1 (A). 実施形態になるカメラモジュールのレンズユニットとその光軸方向移動機構の、(A)が上面図、(B)が(A)におけるがB−B’位置の矢示方向から見た断面図である。5A is a top view of the lens unit of the camera module and the optical axis direction moving mechanism according to the embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the lens unit viewed from the direction indicated by the arrow BB ′ in FIG. . 実施形態になる圧電素子を用いた駆動機構を構成する圧電素子(駆動部材)の構造概略と、電圧印加により圧電素子がどのような挙動をするかを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure outline of the piezoelectric element (driving member) which comprises the drive mechanism using the piezoelectric element which becomes embodiment, and how a piezoelectric element behaves by voltage application. 長手方向略中央に駆動ヘッドを設けた板状圧電素子で構成される駆動部材を2つ用意し、それぞれの駆動部材の駆動ヘッドを移動体を挟むようにした場合の概念図である。It is a conceptual diagram when two drive members composed of a plate-like piezoelectric element provided with a drive head at the approximate center in the longitudinal direction are prepared, and the drive head of each drive member is sandwiched between moving bodies. 実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯端末の一例としての形態電話機を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the form telephone as an example of the portable terminal with which the camera module of embodiment was incorporated.

符号の説明Explanation of symbols

1 カメラモジュール
2 レンズユニット
20 レンズ
21 軸受部
22 カムスロープ
3 駆動機構
31、32 圧電素子
310、320 駆動ヘッド
33 連動レバー
35 圧電素子片寄せバネ
351 圧電素子押さえ突起
4 駆動機構フレーム
41 ガイド軸
42 スプリング
43 圧電素子収容部
5 カバー
51 圧電素子支持突起
52 圧電素子収容部
6 センサユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera module 2 Lens unit 20 Lens 21 Bearing part 22 Cam slope 3 Drive mechanism 31, 32 Piezoelectric element 310, 320 Drive head 33 Interlocking lever 35 Piezoelectric element pushing spring 351 Piezoelectric element pressing protrusion 4 Drive mechanism frame 41 Guide shaft 42 Spring 43 Piezoelectric element accommodating part 5 Cover 51 Piezoelectric element supporting protrusion 52 Piezoelectric element accommodating part 6 Sensor unit

Claims (8)

板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層して形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、前記駆動ヘッドから駆動力を受けて移動する移動体と、
該移動体の一端に当接したカムスロープと、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により、前記移動体を長手方向に移動させて前記カムスロープを、前記移動体の延在方向と直交する方向へ移動させることを特徴とする駆動機構。
A driving member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body that is sandwiched between the drive heads of the pair of drive members, extends in the longitudinal direction of the drive member, and moves by receiving a drive force from the drive head;
A cam slope in contact with one end of the moving body;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body,
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The movable body is supported at three points by the pair of drive heads and the cam slope, and the movable body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of drive members, so that the cam slope is extended by the movable body. A drive mechanism characterized by moving in a direction perpendicular to the direction.
前記駆動ヘッドは前記移動体と線接触するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載した駆動機構。   The drive mechanism according to claim 1, wherein the drive head is configured to be in line contact with the moving body. 前記一対の駆動部材は、それぞれ前記駆動ヘッドを設けた面とは逆の面の長手方向両端近傍を2点支持され、前記一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材は、前記一の駆動部材を2点支持する部材を兼ねていることを特徴とする請求項1または2に記載した駆動機構。   The pair of driving members are supported at two points in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the surface opposite to the surface on which the driving head is provided, and the elastic member that presses the one driving head toward the moving body is the one driving member. The drive mechanism according to claim 1, wherein the drive mechanism also serves as a member that supports the member at two points. 少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直行する面に対して傾斜を有するカムスロープと、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層し、前記延在方向を光軸方向に対して略直交する方向として形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、一端が前記カムスロープに当接した移動体と、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、
からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により前記移動体を長手方向に移動させ、前記カムスロープを固設した前記レンズ保持体を光軸方向に移動させることを特徴とするカメラモジュール。
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A cam slope fixed to the lens holder and inclined with respect to a surface perpendicular to the optical axis direction;
A drive member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction, and forming the extending direction as a direction substantially orthogonal to the optical axis direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extending in the longitudinal direction of the drive member, one end of which is in contact with the cam slope;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body;
Consists of
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The lens holding body in which the moving body is supported at three points by the pair of driving heads and the cam slope, the moving body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of driving members, and the cam slope is fixedly provided. A camera module that is moved in an optical axis direction.
前記駆動ヘッドは前記移動体と線接触するよう構成されていることを特徴とする請求項4に記載したカメラモジュール。   The camera module according to claim 4, wherein the driving head is configured to be in line contact with the moving body. 前記一対の駆動部材は、それぞれ前記駆動ヘッドを設けた面とは逆の面の長手方向両端近傍を2点支持され、前記一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材は、前記一の駆動部材を2点支持する部材を兼ねていることを特徴とする請求項4または5に記載したカメラモジュール。   The pair of driving members are supported at two points in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the surface opposite to the surface on which the driving head is provided, and the elastic member that presses the one driving head toward the moving body is the one driving member. 6. The camera module according to claim 4, wherein the camera module also serves as a member for supporting two members. 前記カメラモジュールは、光軸に平行なガイド軸がカメラモジュール筐体の4隅のいずれかに設置され、前記レンズ保持体は該ガイド軸を挿通させるガイド孔を有して前記レンズ保持体の光軸方向移動を行えるようにしたことを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載したカメラモジュール。   In the camera module, a guide shaft parallel to the optical axis is installed at any one of the four corners of the camera module housing, and the lens holder has a guide hole through which the guide shaft is inserted. The camera module according to claim 4, wherein the camera module can be moved in an axial direction. 少なくとも1つ以上の光学レンズと、
前記光学レンズにより光像が結像される撮像素子と、
前記光学レンズを光軸方向に移動可能に保持したレンズ保持体と、
前記レンズ保持体に固設され、光軸方向と直行する面に対して傾斜を有するカムスロープと、
板状に延在した圧電素子を厚さ方向に積層し、前記延在方向を光軸方向に対して略直交する方向として形成した駆動部材と、
該駆動部材の表層の長手方向略中央に設けられた駆動ヘッドと、
一対の前記駆動部材における前記駆動ヘッドで挟まれて前記駆動部材の長手方向に延在され、一端が前記カムスロープに当接した移動体と、
前記一対の駆動ヘッドにおける一の駆動ヘッドを移動体側に押圧する弾性部材と、
前記カムスロープを移動体側に押圧する弾性部材と、からなり、
前記一の駆動ヘッドは前記移動体におけるカムスロープとの当接側に設けられ、他の駆動ヘッドは前記移動体を挟んで前記一の駆動ヘッドの逆側における、前記一の駆動ヘッドとカムスロープとの間に対応する位置に位置し、
前記移動体を前記一対の駆動ヘッドと前記カムスロープとで3点支持し、前記一対の駆動部材の駆動により前記移動体を長手方向に移動させ、前記カムスロープを固設した前記レンズ保持体を光軸方向に移動させるカメラモジュールと、
該カメラモジュールが装着されたケース体と、
該ケース体に設けられ、前記カメラモジュールを操作する操作部とを有することを特徴とする携帯端末。
At least one or more optical lenses;
An image sensor on which an optical image is formed by the optical lens;
A lens holder that holds the optical lens movably in the optical axis direction;
A cam slope fixed to the lens holder and having an inclination with respect to a surface perpendicular to the optical axis direction;
A drive member formed by laminating piezoelectric elements extending in a plate shape in the thickness direction, and forming the extending direction as a direction substantially orthogonal to the optical axis direction;
A drive head provided at the approximate center in the longitudinal direction of the surface layer of the drive member;
A movable body sandwiched between the drive heads of the pair of drive members and extending in the longitudinal direction of the drive member, one end of which is in contact with the cam slope;
An elastic member for pressing one drive head of the pair of drive heads toward the moving body;
An elastic member that presses the cam slope toward the moving body,
The one drive head is provided on a side of the movable body in contact with the cam slope, and the other drive head is located on the opposite side of the one drive head across the movable body and the one drive head and the cam slope. Is located at the corresponding position between
The lens holding body in which the moving body is supported at three points by the pair of driving heads and the cam slope, the moving body is moved in the longitudinal direction by driving the pair of driving members, and the cam slope is fixedly provided. A camera module that moves in the direction of the optical axis;
A case body to which the camera module is mounted;
A portable terminal comprising an operation unit provided on the case body and operating the camera module.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012063543A (en) * 2010-09-15 2012-03-29 Nikon Corp Lens barrel and camera
KR101164131B1 (en) 2010-11-19 2012-07-10 주식회사 하이소닉 Actuator having the piezoelectric element
WO2012067355A3 (en) * 2010-11-19 2012-09-20 (주)하이소닉 Driving body and driving device for compact camera using piezoelectric element
CN103226229A (en) * 2012-01-26 2013-07-31 Tdk株式会社 Lens driving device
US8824071B2 (en) 2010-09-15 2014-09-02 Nikon Corporation Lens barrel and camera
CN115113359A (en) * 2021-03-19 2022-09-27 陆圣 Device for optical actuation by expansion and contraction of electromechanical transducer elements

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012063543A (en) * 2010-09-15 2012-03-29 Nikon Corp Lens barrel and camera
US8824071B2 (en) 2010-09-15 2014-09-02 Nikon Corporation Lens barrel and camera
KR101164131B1 (en) 2010-11-19 2012-07-10 주식회사 하이소닉 Actuator having the piezoelectric element
WO2012067355A3 (en) * 2010-11-19 2012-09-20 (주)하이소닉 Driving body and driving device for compact camera using piezoelectric element
CN103226229A (en) * 2012-01-26 2013-07-31 Tdk株式会社 Lens driving device
CN103226229B (en) * 2012-01-26 2015-08-12 Tdk株式会社 Lens driving device
CN115113359A (en) * 2021-03-19 2022-09-27 陆圣 Device for optical actuation by expansion and contraction of electromechanical transducer elements

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