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JP2011059395A - Lens driving device, image acquisition device, and electronic equipment - Google Patents

Lens driving device, image acquisition device, and electronic equipment Download PDF

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JP2011059395A
JP2011059395A JP2009209269A JP2009209269A JP2011059395A JP 2011059395 A JP2011059395 A JP 2011059395A JP 2009209269 A JP2009209269 A JP 2009209269A JP 2009209269 A JP2009209269 A JP 2009209269A JP 2011059395 A JP2011059395 A JP 2011059395A
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JP
Japan
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lens
shaft
transmission shaft
lens holder
piezo element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2009209269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Hasuda
大 蓮田
Masashi Yoshimura
雅志 吉村
Hitoshi Kawamura
等 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】駆動軸が軸ブレすることに起因して取得画像の品質が劣化することを抑制すること。
【解決手段】複数のレンズL1〜L3を保持したレンズホルダ31と、駆動電圧に応じて伸縮するピエゾ素子42と、ピエゾ素子42で生じる振動を受ける伝達軸44と、レンズホルダ31に対して伝達軸44が連結した連結部32と、摺動可能な状態で伝達軸44を保持する軸保持部45と、を備え、連結部32は、複数のレンズL1〜L3のうち最も位置精度が要求されるレンズL1に対応づけて配置されている。
【選択図】図12
An object of the present invention is to suppress degradation of the quality of an acquired image due to shaft blurring of a drive shaft.
A lens holder 31 that holds a plurality of lenses L1 to L3, a piezo element 42 that expands and contracts in response to a driving voltage, a transmission shaft 44 that receives vibrations generated by the piezo element 42, and a transmission to the lens holder 31. A connecting portion 32 to which the shaft 44 is connected and a shaft holding portion 45 for holding the transmission shaft 44 in a slidable state are provided. The connecting portion 32 is required to have the highest positional accuracy among the plurality of lenses L1 to L3. It is arranged in correspondence with the lens L1.
[Selection] Figure 12

Description

本発明は、レンズ駆動装置、画像取得装置、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a lens driving device, an image acquisition device, and an electronic apparatus.

近年、カメラ等の撮像装置は多種多様な製品に組み込まれている。携帯電話、ノートパソコン等といった小型な電子機器にカメラを実装する場合、カメラ自体の小型化も強く要求される。   In recent years, imaging devices such as cameras have been incorporated into a wide variety of products. When a camera is mounted on a small electronic device such as a mobile phone or a notebook computer, it is strongly required to reduce the size of the camera itself.

カメラ内にはオートフォーカスレンズが組み込まれる場合がある。この場合、レンズを変位させるアクチュエータの小型化が強く望まれている。小型なアクチュエータとしては、圧電素子を駆動することで移動対象物を変位させるものが知られている。特許文献1では、板ばねでピエゾ素子を付勢して、ピエゾ素子と軸部材とを互いに係合させる方式が開示されている。   An autofocus lens may be incorporated in the camera. In this case, downsizing of the actuator that displaces the lens is strongly desired. As a small actuator, one that moves a moving object by driving a piezoelectric element is known. Patent Document 1 discloses a method in which a piezo element is biased by a leaf spring and the piezo element and a shaft member are engaged with each other.

特開2006−178490号公報JP 2006-178490 A

レンズホルダに同調して駆動軸及び伝達軸が変位するタイプのアクチュエータでは、摺動可能な状態で駆動軸を安定保持することが要求される。しかしながら、アクチュエータの動作中、駆動軸が軸ブレすることに起因して、レンズを介して取得する像の品質が劣化してしまうおそれがある。例えば、駆動軸をバネ等で付勢することで駆動軸を保持する場合、レンズホルダの移動開始又は停止時にレンズホルダの重さが軸保持部に対して作用し、軸保持部を中心として駆動軸が揺れ、レンズホルダのレンズの光軸が所定の軸線から傾斜し、取得像の品質が劣化してしまうおそれがある。   In an actuator in which the drive shaft and the transmission shaft are displaced in synchronization with the lens holder, it is required to stably hold the drive shaft in a slidable state. However, there is a possibility that the quality of the image acquired through the lens is deteriorated due to the drive shaft being shaken during the operation of the actuator. For example, when holding the drive shaft by urging the drive shaft with a spring or the like, the weight of the lens holder acts on the shaft holding portion when the movement of the lens holder starts or stops, and the shaft holding portion is driven as a center. There is a possibility that the axis may be shaken, and the optical axis of the lens of the lens holder may be tilted from a predetermined axis, and the quality of the acquired image may deteriorate.

上述の説明から明らかなように、本発明は、駆動軸が軸ブレすることに起因して取得画像の品質が劣化することを抑制することを目的とする。   As is apparent from the above description, an object of the present invention is to suppress the deterioration of the quality of an acquired image due to the shaft blurring of the drive shaft.

本発明に係るレンズ駆動装置は、複数のレンズを保持したレンズ保持体と、駆動電圧に応じて伸縮する圧電素子と、前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、前記レンズ保持体に対して前記駆動軸が連結した連結部と、摺動可能な状態で前記駆動軸を保持する軸保持部と、を備え、前記連結部は、複数の前記レンズのうち最も位置精度が要求される第1レンズに対応づけて配置されている。この構成を採用することによって、駆動軸が軸ブレすることに起因して取得画像の品質が劣化することを抑制することができる。   The lens driving device according to the present invention includes a lens holding body that holds a plurality of lenses, a piezoelectric element that expands and contracts according to a driving voltage, a driving shaft that receives vibration generated by the piezoelectric element, and the lens holding body. A connecting portion connected to the driving shaft; and a shaft holding portion that holds the driving shaft in a slidable state, and the connecting portion is a first that requires the highest positional accuracy among the plurality of lenses. It is arranged in correspondence with the lens. By adopting this configuration, it is possible to prevent the quality of the acquired image from deteriorating due to the shaft shake of the drive shaft.

前記第1レンズは、他のレンズと比較して最も物体側に配置されており、前記連結部は、前記圧電素子よりも物体側に配置されている、と良い。   The first lens may be disposed closest to the object side compared to other lenses, and the connecting portion may be disposed closer to the object side than the piezoelectric element.

前記連結部は、前記駆動軸を固定支持した複数の支持部を備え、前記軸保持部は、複数の前記支持部間に配置されている、と良い。   The connection portion may include a plurality of support portions that fixedly support the drive shaft, and the shaft holding portion may be disposed between the plurality of support portions.

前記軸保持部は、前記駆動軸の付勢に基づいて前記駆動軸を保持している、と良い。   The shaft holding portion may hold the drive shaft based on the bias of the drive shaft.

前記駆動軸及び前記圧電素子は、前記レンズ保持体の移動方向へ前記レンズ保持体よりも突出していない、と良い。   The drive shaft and the piezoelectric element are preferably not protruded from the lens holder in the moving direction of the lens holder.

前記レンズ保持体を外囲すると共に、前記軸保持部が設けられた外囲器を更に備え、前記軸保持体は、前記外囲器の外周面の一部を構成する、と良い。   In addition to enclosing the lens holding body, the apparatus may further include an envelope provided with the shaft holding portion, and the shaft holding body may constitute a part of the outer peripheral surface of the envelope.

前記駆動軸は、比重2.1以下の材料で構成されている、と良い。前記駆動軸は、弾性率20GPa以上の材料で構成されている、と良い。   The drive shaft may be made of a material having a specific gravity of 2.1 or less. The drive shaft is preferably made of a material having an elastic modulus of 20 GPa or more.

デューティー比が10%以下のパルス信号に基づいて、前記駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路を更に備える、と良い。   A drive voltage generation circuit that generates the drive voltage based on a pulse signal having a duty ratio of 10% or less may be further provided.

前記駆動電圧生成回路は、前記パルス信号を生成するパルス信号生成回路と、前記パルス信号生成回路の出力に応じて動作状態が決定付けられる複数のスイッチング素子と、を備える、と良い。   The drive voltage generation circuit may include a pulse signal generation circuit that generates the pulse signal, and a plurality of switching elements whose operation states are determined according to the output of the pulse signal generation circuit.

前記レンズ保持体は、前記駆動電圧の電圧値が相対的に短時間に第1電圧レベルと第2電圧レベル間を変化する第1期間に前記軸保持部に対して変位し、前記駆動電圧の電圧値が相対的に長い時間をかけて前記第1電圧レベルと前記第2電圧レベル間を変化する第2期間に前記軸保持部に対して実質的に変位しない、と良い。   The lens holder is displaced with respect to the shaft holder in a first period in which the voltage value of the driving voltage changes between the first voltage level and the second voltage level in a relatively short time, and the driving voltage It is preferable that the voltage value is not substantially displaced with respect to the shaft holding portion in the second period in which the voltage value changes between the first voltage level and the second voltage level over a relatively long time.

本発明に係る画像取得装置は、上記いずれかに記載のレンズ駆動装置と、複数の前記レンズ夫々を介して入力する像を撮像する撮像手段と、を備える。   An image acquisition apparatus according to the present invention includes any of the lens driving apparatuses described above and an imaging unit that captures an image input via each of the plurality of lenses.

本発明に係る電子機器は、上記した画像取得装置を備える。   An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described image acquisition device.

本発明によれば、駆動軸が軸ブレすることに起因して取得画像の品質が劣化することを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the quality of an acquired image deteriorates resulting from a shaft blurring of a drive shaft.

本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な分解斜視図である。1 is a schematic exploded perspective view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な斜視図である。1 is a schematic perspective view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るレンズユニットの概略的な斜視図である。1 is a schematic perspective view of a lens unit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るレンズユニットに含まれる伝達軸の材料が共振周波数に与える影響を説明するための概略的な説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram for explaining the influence of the material of the transmission shaft included in the lens unit according to the first embodiment of the present invention on the resonance frequency. 本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な上面図である。1 is a schematic top view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るレンズユニットの概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the lens unit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る軸保持部の概略的な分解斜視図である。It is a schematic exploded perspective view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る軸保持部の概略的な上面図である。It is a schematic top view of the axis | shaft holding | maintenance part which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るカメラモジュールの概略的な部分上面図である。It is a schematic partial top view of the camera module which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係るレンズユニットにおける連結部の配置位置を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the arrangement position of the connection part in the lens unit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動装置の構成を示す概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the drive device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動波形を示す概略的な波形図である。It is a schematic waveform diagram which shows the drive waveform which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動電圧生成回路の概略的な回路図である。1 is a schematic circuit diagram of a drive voltage generation circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る駆動電圧生成回路の動作を説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating operation | movement of the drive voltage generation circuit which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る電圧波形とレンズの移動状態との関係を示す概略的なタイミングチャートである。It is a schematic timing chart which shows the relationship between the voltage waveform which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the movement state of a lens. 本発明の第1実施形態に係るピエゾ素子の伸縮とレンズホルダの変位との関係を示す概略的な説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the relationship between expansion / contraction of the piezoelectric element which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the displacement of a lens holder. 本発明の第1実施形態に係るスイッチング信号のデューティー比の調整がレンズホルダの変位に与える影響を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the influence which adjustment of the duty ratio of the switching signal which concerns on 1st Embodiment of this invention has on the displacement of a lens holder. 本発明の第1実施形態に係るアクチュエータの動作状態を評価した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having evaluated the operation state of the actuator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 比較例に係るカメラモジュールを示す概略図である。It is the schematic which shows the camera module which concerns on a comparative example. 比較例に係るアクチュエータの動作状態を評価した結果を示す表である。It is a table | surface which shows the result of having evaluated the operation state of the actuator which concerns on a comparative example. アクチュエータのタイプ毎のレンズ移動特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the lens movement characteristic for every type of actuator. 本発明の第1実施形態に係る伝達軸の構成材料毎の物性を示す表である。It is a table | surface which shows the physical property for every constituent material of the transmission shaft which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る伝達軸の構成材料毎の物性及び駆動装置に組み込んだ場合の評価結果を示す表である。It is a table | surface which shows the physical property for every constituent material of the transmission shaft which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the evaluation result at the time of incorporating in a drive device. 実施例に係る駆動装置の評価結果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the evaluation result of the drive device which concerns on an Example. 本発明の第1実施形態に係る携帯電話の概略的な模式図である。1 is a schematic diagram of a mobile phone according to a first embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. The same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Words indicating directions such as up, down, left, and right are used on the assumption that the drawing is viewed from the front.

〔第1実施形態〕
以下、図1乃至図27を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1及び図2に示すように、カメラモジュール(画像取得装置)150は、配線基板10、コネクタ11、透明基板(平板部材)13、筐体(外囲器)20、レンズユニット(レンズ部品)30、及び蓋50(外囲器)を有する。図6及び図7に示すように、カメラモジュール150は、イメージセンサ(撮像素子、撮像手段)12を更に備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, a camera module (image acquisition device) 150 includes a wiring board 10, a connector 11, a transparent substrate (flat plate member) 13, a housing (envelope) 20, and a lens unit (lens component). 30 and a lid 50 (envelope). As shown in FIGS. 6 and 7, the camera module 150 further includes an image sensor (imaging device, imaging means) 12.

配線基板10の一端にはコネクタ11が配置されている。配線基板10の他端には、イメージセンサ12、及び透明基板13が配置されている。イメージセンサ12上には、透明基板13、筐体20、レンズユニット30、及び蓋50が、この順で配置される。筐体20は、移動対象物であるレンズL1〜L3(図5参照)からみて移動しない固定側部材として機能する。   A connector 11 is disposed at one end of the wiring board 10. An image sensor 12 and a transparent substrate 13 are disposed on the other end of the wiring substrate 10. On the image sensor 12, the transparent substrate 13, the casing 20, the lens unit 30, and the lid 50 are arranged in this order. The housing 20 functions as a stationary member that does not move when viewed from the lenses L1 to L3 (see FIG. 5) that are moving objects.

配線基板10は、可撓性を有するシート状の配線基板である。配線基板10は、イメージセンサ12に入力する制御信号、及びイメージセンサ12から出力されるビデオ信号の伝送路として機能する。配線基板10は、ピエゾ素子42に入力する駆動電圧の伝送路として機能する。   The wiring board 10 is a flexible sheet-like wiring board. The wiring board 10 functions as a transmission path for a control signal input to the image sensor 12 and a video signal output from the image sensor 12. The wiring board 10 functions as a transmission path for driving voltage input to the piezo element 42.

コネクタ11は、カメラモジュール150を本体機器に電気的及び機械的に固定するための接続部分を形成する。   The connector 11 forms a connection portion for electrically and mechanically fixing the camera module 150 to the main device.

イメージセンサ12は、CCD(Charge Coupled Device)センサ、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサといった一般的な固体イメージセンサである。イメージセンサ12は、XZ平面にてマトリクス状に配置された複数の画素を有する。各画素で光電変換をすることによって入力像を像データに変換して出力する。   The image sensor 12 is a general solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor. The image sensor 12 has a plurality of pixels arranged in a matrix on the XZ plane. Each pixel performs photoelectric conversion to convert the input image into image data and output it.

透明基板13は、入力光に対して実質的に透明な板状部材である。透明基板13の上面視形状は方形である。透明基板13の背面には、イメージセンサ12がバンプ接続している。   The transparent substrate 13 is a plate-like member that is substantially transparent to input light. The top view shape of the transparent substrate 13 is a square. The image sensor 12 is bump-connected to the back surface of the transparent substrate 13.

筐体20は、配線基板10上に実装される。筐体20は、透明基板13を下部空間で収納し、レンズユニット30を上部空間で収納する。筐体20の採用により、カメラ機能のモジュール化を図ることができる。筐体20の内部に外来光が侵入することを抑制するために、筐体20の下端面は、黒色の接着剤を介して配線基板10に固定されている。筐体20は、例えば、黒色の樹脂がモールド成形されて製造される。   The housing 20 is mounted on the wiring board 10. The housing 20 stores the transparent substrate 13 in the lower space, and stores the lens unit 30 in the upper space. By adopting the housing 20, the camera function can be modularized. In order to suppress the entry of extraneous light into the inside of the housing 20, the lower end surface of the housing 20 is fixed to the wiring substrate 10 with a black adhesive. The housing 20 is manufactured, for example, by molding a black resin.

蓋50は、筐体20に対して取り付けられる。これによって、レンズユニット30は筐体20内に閉じ込められる。蓋50は、好適には、ネジによって筐体20に取り付けられる。蓋50を筐体20に対して接着固定するのではなく、ネジで固定することによって、筐体20に対する蓋50の着脱が可能になる。これによって、動作テストで不良と判定されたカメラモジュール150の不良原因をテスト後に取り除くこと等が可能になる。例えば、イメージセンサ12の撮像面上に入り込んだゴミを動作テスト後に取り除くことでカメラモジュールの歩留まりを向上させることができる。なお、蓋50は、例えば、樹脂がモールド成形されて製造される。   The lid 50 is attached to the housing 20. As a result, the lens unit 30 is confined in the housing 20. The lid 50 is preferably attached to the housing 20 by screws. The lid 50 can be attached to and detached from the housing 20 by fixing the lid 50 to the housing 20 with screws instead of adhesively fixing. As a result, it is possible to remove the cause of the failure of the camera module 150 determined to be defective in the operation test after the test. For example, the yield of the camera module can be improved by removing dust that has entered the imaging surface of the image sensor 12 after the operation test. The lid 50 is manufactured by molding a resin, for example.

図3に示すように、レンズユニット30は、レンズホルダ(保持体)31、ピエゾ素子(圧電素子)42、伝達軸(駆動軸)44、及び軸保持部45を有する。レンズホルダ31は、レンズL1〜L3を保持している(図5参照)。レンズホルダ31の外周には、伝達軸44が連結した連結部32が設けられている。連結部32は、伝達軸44を固定支持する支持板32a、32bを有する。なお、軸保持部45を含めないで、レンズユニット30と把握しても良い。   As shown in FIG. 3, the lens unit 30 includes a lens holder (holding body) 31, a piezoelectric element (piezoelectric element) 42, a transmission shaft (drive shaft) 44, and a shaft holding portion 45. The lens holder 31 holds the lenses L1 to L3 (see FIG. 5). On the outer periphery of the lens holder 31, a connecting portion 32 to which the transmission shaft 44 is connected is provided. The connecting portion 32 includes support plates 32 a and 32 b that fix and support the transmission shaft 44. Note that the lens unit 30 may be grasped without including the shaft holding portion 45.

レンズユニット30は、ピエゾ素子42の駆動に応じて、y軸(レンズL1〜L3の光軸に一致する軸線)に沿って移動可能である。但し、軸保持部45は、筐体20に対して固定されており、ピエゾ素子42の駆動に応じて移動することはない。イメージセンサ12の撮像面に対するレンズL1〜L3の配置高さを調整することで、意図したように被写体像をイメージセンサ12の撮像面に結像させることができる。   The lens unit 30 is movable along the y-axis (axis line coinciding with the optical axis of the lenses L1 to L3) in accordance with the driving of the piezo element 42. However, the shaft holding portion 45 is fixed to the housing 20 and does not move in accordance with the driving of the piezo element 42. By adjusting the arrangement height of the lenses L <b> 1 to L <b> 3 with respect to the imaging surface of the image sensor 12, a subject image can be formed on the imaging surface of the image sensor 12 as intended.

伝達軸44は、レンズホルダ31に対して連結部32を介して連結されている。軸保持部45は、y軸に沿って摺動可能な状態で伝達軸44を保持している。伝達軸44と軸保持部45とは、互いに摩擦係合状態にある。   The transmission shaft 44 is connected to the lens holder 31 via the connecting portion 32. The shaft holding part 45 holds the transmission shaft 44 in a slidable state along the y axis. The transmission shaft 44 and the shaft holding portion 45 are in friction engagement with each other.

ピエゾ素子42及び伝達軸44は、接着剤を介して互いに固着している。伝達軸44は、レンズホルダ31に対して固設されている。具体的には、伝達軸44は、連結部32の支持板32a、32bの開口に対して圧入されている。ピエゾ素子42を筐体20に対して固定する場合には、筐体20に対してピエゾ素子42を適切に配置することができない場合がある。また、伝達軸44を筐体20に対して固定する場合も同様である。本実施形態では、レンズホルダ31に対して伝達軸44を固定する。従って、筐体20に対するピエゾ素子42又は伝達軸44の配置誤差が問題となることはない。   The piezo element 42 and the transmission shaft 44 are fixed to each other via an adhesive. The transmission shaft 44 is fixed to the lens holder 31. Specifically, the transmission shaft 44 is press-fitted into the openings of the support plates 32 a and 32 b of the connecting portion 32. When the piezo element 42 is fixed to the housing 20, the piezo element 42 may not be properly disposed with respect to the housing 20. The same applies to the case where the transmission shaft 44 is fixed to the housing 20. In the present embodiment, the transmission shaft 44 is fixed to the lens holder 31. Therefore, the placement error of the piezo element 42 or the transmission shaft 44 with respect to the housing 20 does not become a problem.

レンズホルダ31、ピエゾ素子42、及び伝達軸44は、相対的な位置関係が固定されており、固定側部材として機能する軸保持部45に対して相対的に移動可能となっている。   The lens holder 31, the piezo element 42, and the transmission shaft 44 are fixed in relative positional relationship, and are movable relative to the shaft holding portion 45 that functions as a fixed-side member.

ピエゾ素子42は、セラミックス層(圧電層)が積層された一般的な圧電素子である。ピエゾ素子42の側面は、一対の電極端子として機能する。例えば、一方の電極端子を接地させた状態で、他方の電極端子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子42はY軸方向に伸縮する。なお、ピエゾ素子42に対するリード線72の接続態様については後述する。   The piezo element 42 is a general piezoelectric element in which ceramic layers (piezoelectric layers) are laminated. The side surfaces of the piezo element 42 function as a pair of electrode terminals. For example, the piezoelectric element 42 expands and contracts in the Y-axis direction by applying a driving voltage to the other electrode terminal while one electrode terminal is grounded. The connection mode of the lead wire 72 to the piezo element 42 will be described later.

伝達軸44は、y軸方向を長手方向とする棒状体である。伝達軸44は、接着剤を介して、ピエゾ素子42の上面に固定されている。なお、接着剤以外の方法で、伝達軸44をピエゾ素子42に対して固定しても構わない。なお、ピエゾ素子42と伝達軸44を連結させる方法は任意である。両者の嵌め合いによって、伝達軸44とピエゾ素子42とを連結させても良い。   The transmission shaft 44 is a rod-like body whose longitudinal direction is the y-axis direction. The transmission shaft 44 is fixed to the upper surface of the piezo element 42 via an adhesive. Note that the transmission shaft 44 may be fixed to the piezo element 42 by a method other than an adhesive. A method for connecting the piezo element 42 and the transmission shaft 44 is arbitrary. The transmission shaft 44 and the piezo element 42 may be coupled by fitting the both.

伝達軸44は、ピエゾ素子42で生じた振動を軸保持部45に伝達する。軸保持部45は、摺動可能な状態で伝達軸44を保持し、かつ筐体20に対して固定されている。従って、ピエゾ素子42で生じた振動によって、ピエゾ素子42、伝達軸44、及びレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部45に対して変位する。   The transmission shaft 44 transmits the vibration generated by the piezo element 42 to the shaft holding portion 45. The shaft holding portion 45 holds the transmission shaft 44 in a slidable state and is fixed to the housing 20. Accordingly, the vibration generated in the piezo element 42 causes the piezo element 42, the transmission shaft 44, and the lens holder 31 to be displaced with respect to the housing 20 and the shaft holding portion 45.

伝達軸44は、軽量でかつ剛性が高いことが望ましい。伝達軸44は、比重2.1以下の材料からなる。より好ましくは、伝達軸44は、比重2.1以下であり、弾性率20GPa以上の材料からなる。更に好ましくは、伝達軸44は、比重2.1以下であり、弾性率30GPa以上の材料からなる。これによって、共振周波数を高周波側へシフトさせることができ、連続した使用可能周波数帯域を得ることができる。   The transmission shaft 44 is desirably lightweight and highly rigid. The transmission shaft 44 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less. More preferably, the transmission shaft 44 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 20 GPa or more. More preferably, the transmission shaft 44 is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 30 GPa or more. Thereby, the resonance frequency can be shifted to the high frequency side, and a continuous usable frequency band can be obtained.

伝達軸44は、ガラス状炭素、繊維強化樹脂、エポキシ樹脂から成型すると良い。特に黒鉛を含有するガラス状炭素複合材、カーボンを含有する繊維強化樹脂やガラス、カーボンを含有するエポキシ樹脂複合材が特に好ましい。   The transmission shaft 44 is preferably molded from glassy carbon, fiber reinforced resin, or epoxy resin. Particularly preferred are glassy carbon composites containing graphite, fiber reinforced resins and glass containing carbon, and epoxy resin composites containing carbon.

図4に示す材料で伝達軸44を形成し、試作した伝達軸44の固有の共振周波数を測定した。なお、本願でいう固有の共振周波数とは、伝達軸44それ自体が有する固有の共振周波数である。具体的には、伝達軸44を宙吊り状態とし、伝達軸44に電圧波形を入力することで、伝達軸44の固有の共振周波数は測定される。   The transmission shaft 44 was formed from the material shown in FIG. 4, and the intrinsic resonance frequency of the prototype transmission shaft 44 was measured. In addition, the specific resonance frequency as used in this application is a specific resonance frequency which transmission shaft 44 itself has. Specifically, the inherent resonance frequency of the transmission shaft 44 is measured by placing the transmission shaft 44 in a suspended state and inputting a voltage waveform to the transmission shaft 44.

図4に示すように、ガラス状炭素、エポキシ樹脂、アルミニウム(Al)、ステンレス(SUS)、燐青銅、ポリアセタールの順で、伝達軸固有の共振周波数が低くなる。上述のようにガラス状炭素が成形された伝達軸44によれば、スイッチング信号の周波数帯域を拡大することができた。従って、同様の結果を得るためには、伝達軸44の固有の共振周波数が200Hz以上に設定すれば良いことが推測できる。このように伝達軸44の固有の共振周波数が200Hz以上(より好ましくは共振周波数が220Hz以上、更に好ましくは共振周波数が240以上、更に好ましくは270Hz以上)の場合、スイッチング信号の周波数帯域を拡大できると推測できる。   As shown in FIG. 4, the resonance frequency specific to the transmission shaft decreases in the order of glassy carbon, epoxy resin, aluminum (Al), stainless steel (SUS), phosphor bronze, and polyacetal. According to the transmission shaft 44 in which glassy carbon is formed as described above, the frequency band of the switching signal can be expanded. Therefore, in order to obtain the same result, it can be estimated that the inherent resonance frequency of the transmission shaft 44 should be set to 200 Hz or more. Thus, when the inherent resonance frequency of the transmission shaft 44 is 200 Hz or more (more preferably, the resonance frequency is 220 Hz or more, more preferably the resonance frequency is 240 or more, more preferably 270 Hz or more), the frequency band of the switching signal can be expanded. Can be guessed.

図3に戻り説明する。レンズホルダ31は、レンズL1〜L3を保持する筒状部材である。レンズホルダ31の上板部には、開口OP2が形成されている。レンズホルダ31の上板部は、光学的に絞りとして機能する。レンズホルダ31の外周面には、外側へ延出する支持板32a、32bが、y軸方向に所定の間隔をおいて配置されている。支持板32a、32bには、伝達軸44が挿入される開口が形成されている。なお、支持板32a、32bは、レンズホルダ31と別体としても良い。   Returning to FIG. The lens holder 31 is a cylindrical member that holds the lenses L1 to L3. An opening OP <b> 2 is formed in the upper plate portion of the lens holder 31. The upper plate portion of the lens holder 31 functions as an optical stop. On the outer peripheral surface of the lens holder 31, support plates 32a and 32b extending outward are disposed at a predetermined interval in the y-axis direction. The support plates 32a and 32b are formed with openings into which the transmission shaft 44 is inserted. The support plates 32a and 32b may be separated from the lens holder 31.

支持板32a、32b間には、軸保持部45が配置されている。これらの組立て方法は任意である。例えば、支持板32a、32b間に軸保持部45を配置した状態で、これらの部材に対して伝達軸44を挿入する。   A shaft holding portion 45 is disposed between the support plates 32a and 32b. These assembling methods are arbitrary. For example, the transmission shaft 44 is inserted into these members in a state where the shaft holding portion 45 is disposed between the support plates 32a and 32b.

支持板32a、32b間に軸保持部45を配置することで、レンズホルダ31の移動範囲を規制することができる。但し、このような2点支持に限らず、支持板32a及び支持板32bの一方で伝達軸44を支持しても良い。   By disposing the shaft holding portion 45 between the support plates 32a and 32b, the movement range of the lens holder 31 can be regulated. However, the transmission shaft 44 may be supported by one of the support plate 32a and the support plate 32b without being limited to such two-point support.

支持板32aは、伝達軸44を固定支持する。支持板32aに形成された開口は、伝達軸44の径よりも僅かに広い。支持板32bの孔径は、支持板32aと同様とするか、僅かに狭くし、これに伝達軸44を圧入しても良い。   The support plate 32a fixedly supports the transmission shaft 44. The opening formed in the support plate 32 a is slightly wider than the diameter of the transmission shaft 44. The hole diameter of the support plate 32b may be the same as or slightly narrower than that of the support plate 32a, and the transmission shaft 44 may be pressed into the hole.

上述の構成を採用することによって、支持板32a又は支持板32bでレンズL1にあわせて伝達軸44を位置調整することができる。このようにして、レンズホルダ31を効率的に光軸合わせすることが可能になる。   By adopting the above-described configuration, the position of the transmission shaft 44 can be adjusted according to the lens L1 by the support plate 32a or the support plate 32b. In this way, it is possible to efficiently align the lens holder 31 with the optical axis.

位置合わせ後、接着剤を適切に選定し、支持板32と伝達軸44間を固着すると良い。例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤を採用すると良い。   After the alignment, an adhesive may be appropriately selected and the support plate 32 and the transmission shaft 44 may be fixed. For example, it is preferable to employ a thermosetting epoxy adhesive.

上述のように、レンズホルダ31は、レンズL1〜L3を保持する。レンズL1は、調芯工程を経てレンズホルダ31内に配置されている。レンズL2、レンズL3は、調芯工程を経ることなく、レンズホルダ31内に配置される。つまり、レンズL1は、レンズL2、L3と比較して、高い位置精度が要求されるレンズである。   As described above, the lens holder 31 holds the lenses L1 to L3. The lens L1 is disposed in the lens holder 31 through an alignment process. The lens L2 and the lens L3 are arranged in the lens holder 31 without undergoing the alignment process. That is, the lens L1 is a lens that requires higher positional accuracy than the lenses L2 and L3.

レンズホルダ31に対するレンズL1〜L3の組み込み方法は任意である。例えば、レンズL3、及びレンズL2をこの順で積層し、レンズL2上にてレンズL1を調芯し、レンズL3、レンズL2、及びレンズL1を接着固定し、その後、レンズL1〜L3の積層体をレンズホルダ31内に圧入すると良い。なお、圧入以外の方法でレンズホルダ31に対してレンズL1〜L3を組み入れても良い。軸保持部45の構成については後述する。   The method of incorporating the lenses L1 to L3 into the lens holder 31 is arbitrary. For example, the lens L3 and the lens L2 are laminated in this order, the lens L1 is aligned on the lens L2, the lens L3, the lens L2, and the lens L1 are bonded and fixed, and then the laminated body of the lenses L1 to L3. Is preferably press-fitted into the lens holder 31. The lenses L1 to L3 may be incorporated into the lens holder 31 by a method other than press fitting. The configuration of the shaft holding portion 45 will be described later.

図5乃至図7を参照して、カメラモジュール150の構成について更に説明する。なお、図6は、カメラモジュール150のx6−x6間の概略的な断面図である。図7は、x7−x7間の概略的な断面図である。   The configuration of the camera module 150 will be further described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the camera module 150 taken along x6-x6. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along x7-x7.

図6及び図7に示すように、ピエゾ素子42と伝達軸44の積層体の高さ(y軸に沿う幅)は、レンズホルダ31の高さ(y軸に沿う幅)以下である。これによって、レンズホルダ31の移動範囲を確保するために、筐体20の高さ(y軸に沿う幅)を増加させることを効果的に抑制することができる。結果的に、カメラモジュール150の低背化を図ることができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the height (width along the y-axis) of the laminated body of the piezo element 42 and the transmission shaft 44 is equal to or less than the height of the lens holder 31 (width along the y-axis). Thereby, in order to ensure the movement range of the lens holder 31, it is possible to effectively suppress an increase in the height (width along the y-axis) of the housing 20. As a result, the camera module 150 can be reduced in height.

イメージセンサ12は、透明基板13に対してバンプ実装されている。透明基板13とイメージセンサ12間には、複数の半田バンプ(不図示)が配置される。透明基板13に半田バンプを形成し、この上にイメージセンサ12を実装することで、透明基板13とイメージセンサ12とが積層される。なお、透明基板13の背面には、配線パターンが予め形成されている。このようにして、イメージセンサ12と透明基板13間の位置が固定され、かつ両者間の電気的な接続が確保される。なお、イメージセンサ12の撮像面(受光面)は、透明基板13側に配置されている。   The image sensor 12 is bump-mounted on the transparent substrate 13. A plurality of solder bumps (not shown) are disposed between the transparent substrate 13 and the image sensor 12. By forming solder bumps on the transparent substrate 13 and mounting the image sensor 12 thereon, the transparent substrate 13 and the image sensor 12 are laminated. A wiring pattern is formed in advance on the back surface of the transparent substrate 13. In this way, the position between the image sensor 12 and the transparent substrate 13 is fixed, and electrical connection between the two is ensured. Note that the imaging surface (light receiving surface) of the image sensor 12 is disposed on the transparent substrate 13 side.

イメージセンサ12と透明基板13との間の距離(離間距離)は、上述の半田バンプの大きさによって決定される。半田バンプの大きさを適宜制御することで、イメージセンサ12と透明基板13との位置決めを正確に行うことが可能である。また、複数の半田バンプにより位置決めすることから、イメージセンサ12と透明基板13との離間距離が平均化される。   The distance (separation distance) between the image sensor 12 and the transparent substrate 13 is determined by the size of the solder bump described above. By appropriately controlling the size of the solder bumps, the image sensor 12 and the transparent substrate 13 can be accurately positioned. Further, since the positioning is performed by a plurality of solder bumps, the distance between the image sensor 12 and the transparent substrate 13 is averaged.

透明基板13は、配線基板10に対してバンプ接続される。つまり、透明基板13は、半田バンプを介して配線基板10に固定されると共に電気的に接続される。このようにして、イメージセンサ12は、透明基板13を介して、配線基板10に対して電気的に接続される。   The transparent substrate 13 is bump-connected to the wiring substrate 10. That is, the transparent substrate 13 is fixed and electrically connected to the wiring substrate 10 via the solder bumps. In this way, the image sensor 12 is electrically connected to the wiring board 10 via the transparent substrate 13.

透明基板13と配線基板10間の半田バンプによって、イメージセンサ12と配線基板10間にスペースが確保される。換言すると、透明基板13と配線基板10間の半田バンプは、イメージセンサ12と配線基板10間に空間を形成するためのスペーサとして機能している。   A space is secured between the image sensor 12 and the wiring substrate 10 by the solder bumps between the transparent substrate 13 and the wiring substrate 10. In other words, the solder bump between the transparent substrate 13 and the wiring substrate 10 functions as a spacer for forming a space between the image sensor 12 and the wiring substrate 10.

筐体20の上部空間及び下部空間を隔てる隔壁部22の背面側には、リブ(位置規制部)22a、22bが形成されている。これによって、筐体20を透明基板13上に配置するときに上方から透明基板13を押さえ込み、透明基板13を好適に位置決めすることができる。なお、リブ22a、22bを設けずに直接的に筐体20で上方向から透明基板13の配置位置を規制しても良い。隔壁部22には、上下の空間を光学的に連絡するための開口OP1が形成されている。開口OP1は、光学的な意味での開口であれば足りる。   Ribs (position restricting portions) 22 a and 22 b are formed on the back side of the partition wall portion 22 that separates the upper space and the lower space of the housing 20. Thus, when the housing 20 is disposed on the transparent substrate 13, the transparent substrate 13 can be pressed from above and the transparent substrate 13 can be suitably positioned. Note that the arrangement position of the transparent substrate 13 may be directly regulated from the upper side by the housing 20 without providing the ribs 22a and 22b. The partition wall 22 is formed with an opening OP1 for optically communicating the upper and lower spaces. The opening OP1 only needs to be an opening in the optical sense.

透明基板13を好適に位置決めするために、透明基板13の側面に対向するリブ(不図示)を筐体20に形成させても良い。これによって、筐体20を透明基板13上に配置するときに、好適に横方向から透明基板13の配置位置を規制することができ、透明基板13を好適に位置決めすることができる。なお、このようなリブを設けずに直接的に筐体20で横方向から透明基板13の配置位置を規制しても良い。   In order to appropriately position the transparent substrate 13, ribs (not shown) facing the side surfaces of the transparent substrate 13 may be formed on the housing 20. Thereby, when the housing 20 is disposed on the transparent substrate 13, the position of the transparent substrate 13 can be preferably regulated from the lateral direction, and the transparent substrate 13 can be suitably positioned. Note that the arrangement position of the transparent substrate 13 may be directly regulated from the lateral direction by the housing 20 without providing such a rib.

配線基板10の下には、補強板15が配置されている。補強板15は、ポリイミド等の樹脂材料からなる。補強板15は、黒色である。補強板15を配置することで、カメラモジュール150の内部に外来光が入射することを好適に抑制することができる。なお、外来光の悪影響を更に抑制するため、黒色の配線基板10を採用している。   A reinforcing plate 15 is disposed under the wiring board 10. The reinforcing plate 15 is made of a resin material such as polyimide. The reinforcing plate 15 is black. By arranging the reinforcing plate 15, it is possible to suitably prevent the external light from entering the camera module 150. In addition, in order to further suppress the adverse effect of extraneous light, the black wiring board 10 is employed.

図8乃至図11を参照して更に説明する。   Further description will be given with reference to FIGS.

図8及び図9に示すように、軸保持部45は、本体部45h、押え板(板状部材)45p、ばね(弾性体)45q、及び押え板(板状部材)45rを有する。伝達軸44から離間する方向に、押え板45p、ばね45q、押え板45rがこの順で配置される。   As shown in FIGS. 8 and 9, the shaft holding portion 45 includes a main body portion 45h, a presser plate (plate member) 45p, a spring (elastic body) 45q, and a presser plate (plate member) 45r. In the direction away from the transmission shaft 44, the pressing plate 45p, the spring 45q, and the pressing plate 45r are arranged in this order.

ばね45qは、一般的なコイルバネである。ばね45qの径は、押え板45pの径と略同一又は若干小さい。なお、ばね45qの具体的な構成は任意であり、他の種類の弾性体(板ばね、樹脂製ゴム等)を利用しても良い。本体部45hは、樹脂が金型で成形されて製造される。例えば、押え板45p、45rは、金属板又は樹脂板のプレス成型によって製造される。   The spring 45q is a general coil spring. The diameter of the spring 45q is substantially the same as or slightly smaller than the diameter of the pressing plate 45p. The specific configuration of the spring 45q is arbitrary, and other types of elastic bodies (plate springs, resin rubber, etc.) may be used. The main body 45h is manufactured by molding a resin with a mold. For example, the holding plates 45p and 45r are manufactured by press molding of a metal plate or a resin plate.

図8に示すように、押え板45pの軸線Lx1に沿う幅、押え板45rの軸線Lx1に沿う幅よりも狭い。これによって、筐体20の内側面に対してより近い位置にばね45qを配置することが可能となり、カメラモジュール150の小型化を図ることができる。   As shown in FIG. 8, the width along the axis Lx1 of the pressing plate 45p is narrower than the width along the axis Lx1 of the pressing plate 45r. Accordingly, the spring 45q can be disposed at a position closer to the inner surface of the housing 20, and the camera module 150 can be downsized.

ばね45qは、レンズホルダ31から見た伝達軸44の配置方向(軸線Lx1に沿う方向)に対して90度を成す方向(軸線Lx2に沿う方向)へ押え板45pを付勢する。これによって、軸保持部45の配置スペースを効果的に小さくすることができ、カメラモジュール150の小型化を図ることができる。なお、軸線Lx1と軸線Lx2とが成す角度は90度には限られない。軸線Lx1と軸線Lx2とが成す角度を、45〜135度としても良い。   The spring 45q urges the pressing plate 45p in a direction (direction along the axis Lx2) that forms 90 degrees with respect to the arrangement direction (direction along the axis Lx1) of the transmission shaft 44 viewed from the lens holder 31. Thereby, the arrangement space of the shaft holding portion 45 can be effectively reduced, and the camera module 150 can be reduced in size. The angle formed by the axis Lx1 and the axis Lx2 is not limited to 90 degrees. The angle formed by the axis Lx1 and the axis Lx2 may be 45 to 135 degrees.

図9に示すように、本体部45hに形成された空間内に、押え板45p、ばね45q、及び押え板45rが順に押し込まれる。本体部45hに形成された開口部45h7に、押え板45p及びばね45qが収納される。本体部45hに形成された開口部45h8に、押え板45rが収納される。本体部45hに対して押え板45rを接着固定することで、押え板45p、ばね45q、及び押え板45rが位置決めされる。   As shown in FIG. 9, the presser plate 45p, the spring 45q, and the presser plate 45r are sequentially pushed into the space formed in the main body 45h. The holding plate 45p and the spring 45q are accommodated in the opening 45h7 formed in the main body 45h. The holding plate 45r is accommodated in the opening 45h8 formed in the main body 45h. The presser plate 45p, the spring 45q, and the presser plate 45r are positioned by adhering and fixing the presser plate 45r to the main body 45h.

具体的には、ばね45qは、押え板45rによって本体部45hの空間内に閉じ込められ、抑え板45pを伝達軸44側へ付勢する。押え板45pは、ばね45qによって伝達軸44側へ付勢される。伝達軸44は、押え板45pによって押圧され、突出部45h3、45h4に当接する。伝達軸44は、本体部45hと押え板45pとの間に挟持された状態になる。換言すると、伝達軸44と軸保持部45とが互いに摩擦係合した状態になる。   Specifically, the spring 45q is confined in the space of the main body 45h by the pressing plate 45r, and biases the holding plate 45p toward the transmission shaft 44. The pressing plate 45p is urged toward the transmission shaft 44 by a spring 45q. The transmission shaft 44 is pressed by the pressing plate 45p and abuts against the protrusions 45h3 and 45h4. The transmission shaft 44 is sandwiched between the main body 45h and the pressing plate 45p. In other words, the transmission shaft 44 and the shaft holding portion 45 are in frictional engagement with each other.

図9に示すように、押え板45pは、左端部45p3、胴部45p4、及び右端部45p5を有する板状部材である。左端部45p3と右端部45p5とによって、本体部45hの開口部45h7に収納された押え板45pの上下(y軸方向)の変位が規制される。左端部45p3と右端部45p5は、胴部45p4よりもy軸に沿う幅が狭い。これによって、本体部45hのy軸に沿う幅が大きくなることを抑制することができる。本体部45hの高さ(y軸に沿う幅)を抑えることによって、レンズユニット30の移動範囲を十分に確保することができる。   As shown in FIG. 9, the pressing plate 45p is a plate-like member having a left end 45p3, a body 45p4, and a right end 45p5. The left end 45p3 and the right end 45p5 restrict the vertical displacement (y-axis direction) of the presser plate 45p housed in the opening 45h7 of the main body 45h. The left end 45p3 and the right end 45p5 are narrower along the y-axis than the body 45p4. Thereby, it is possible to suppress an increase in the width along the y-axis of the main body 45h. By suppressing the height (width along the y-axis) of the main body 45h, it is possible to sufficiently secure the movement range of the lens unit 30.

なお、押え板45pは、好ましくは、金属材料からなる、と良い。例えば、亜鉛合金、アルミ合金等の金属材料で、押え板45pを形成すると良い。これによって、伝達軸44と押え板45p間の摩擦により、押え板45pから磨耗粉が生じることを効果的に抑制できる。   The presser plate 45p is preferably made of a metal material. For example, the pressing plate 45p may be formed of a metal material such as a zinc alloy or an aluminum alloy. Accordingly, it is possible to effectively suppress the generation of wear powder from the presser plate 45p due to friction between the transmission shaft 44 and the presser plate 45p.

図10に示すように、本体部45hは、輪状部(軸保持部)45h1、及び収納部45h2を有する。輪状部45h1は、伝達軸44が挿通される開口を有し、この開口に挿通された伝達軸44を囲む輪状部分である。収納部45h2は、輪状部45h1に連結した残りの部分である。   As shown in FIG. 10, the main body portion 45h includes a ring-shaped portion (shaft holding portion) 45h1 and a storage portion 45h2. The annular portion 45h1 is an annular portion that has an opening through which the transmission shaft 44 is inserted and surrounds the transmission shaft 44 inserted through the opening. The storage part 45h2 is the remaining part connected to the annular part 45h1.

輪状部45h1の内側面には、伝達軸44に向かって突出する突出部45h3、45h4が形成されている。各突出部45h3、45h4は、輪状部45h1の内側面を部分的に平坦面とすることによって形成される。突出部45h3、45h4が樹脂の場合、伝達軸44との摩擦により磨耗粉が発生する場合がある。このような問題が生じることを回避するために、ここでは、亜鉛合金の成形により本体部45hを製造している。なお、亜鉛合金に限らず、アルミ合金、その他の金属材料を採用しても良い。   Projections 45h3 and 45h4 projecting toward the transmission shaft 44 are formed on the inner surface of the ring-shaped portion 45h1. Each protrusion 45h3, 45h4 is formed by making the inner surface of the ring-shaped portion 45h1 partially flat. When the protrusions 45h3 and 45h4 are made of resin, wear powder may be generated due to friction with the transmission shaft 44. In order to avoid the occurrence of such a problem, here, the main body 45h is manufactured by forming a zinc alloy. In addition, you may employ | adopt not only a zinc alloy but an aluminum alloy and another metal material.

図10に示すように、伝達軸44は、本体部45hと押え板45pとの間で、押え板45p、突出部45h3、及び突出部45h4により3点で当接保持される。これによって、伝達軸44を安定して保持することができる。なお、3点の当接点は、ほぼ等しい間隔にあり、120度だけ順にずらして配置されている。これにより、伝達軸44をより安定して保持することができる。   As shown in FIG. 10, the transmission shaft 44 is held in contact with and held at three points by the pressing plate 45p, the protruding portion 45h3, and the protruding portion 45h4 between the main body portion 45h and the pressing plate 45p. As a result, the transmission shaft 44 can be stably held. Note that the three contact points are at approximately equal intervals and are sequentially shifted by 120 degrees. Thereby, the transmission shaft 44 can be held more stably.

図10に示すように、本体部45hには、レンズホルダ31の外周面に応じた曲面45h2aが形成されている。これによって、本体部45hの大きさをある程度確保しつつ、レンズホルダ31を筐体20に対してより近接して配置することができる。本体部45hには、伝達軸44から離間する方向に延在するテール部45h2bを有する。テール部45h2bと筐体20間の嵌め合いによって、本体部45hは筐体20に対して固定される。   As shown in FIG. 10, a curved surface 45h2a corresponding to the outer peripheral surface of the lens holder 31 is formed in the main body 45h. Thus, the lens holder 31 can be disposed closer to the housing 20 while ensuring the size of the main body 45h to some extent. The main body portion 45 h has a tail portion 45 h 2 b extending in a direction away from the transmission shaft 44. The main body 45 h is fixed to the housing 20 by fitting between the tail portion 45 h 2 b and the housing 20.

図11に示すように、軸保持部45は、筐体20に対して取り付けられる。筐体20の内側面には、突起26a、26bが形成されている。上述のテール部45h2bは、突起26a、26b間に嵌め込まれる。筐体20に対して軸保持部45を嵌め合いによって固定することによって、筐体20に対して軸保持部45を強固に固定することができる。なお、通常の接着剤を用いて、筐体20に対して軸保持部45を固定しても良い。   As shown in FIG. 11, the shaft holding portion 45 is attached to the housing 20. Projections 26 a and 26 b are formed on the inner surface of the housing 20. The tail portion 45h2b described above is fitted between the protrusions 26a and 26b. By fixing the shaft holding portion 45 to the housing 20 by fitting, the shaft holding portion 45 can be firmly fixed to the housing 20. Note that the shaft holding portion 45 may be fixed to the housing 20 using a normal adhesive.

筐体20の側壁は、部分的に除去されている。本体部45hを筐体20に対して取り付けることによって、本体部45hの外側面が筐体20の外側面と面一となる。このような構成を採用することによって、レンズホルダ31を筐体20に対して近接配置することができる。これによって、カメラモジュール150の小型化を効果的に図ることができる。なお、図10から明らかなように、筐体20の側壁部に形成された開口の幅(x軸に沿う幅)よりも、筐体20の外側面に面一となる本体部45hの部分の幅(x軸に沿う幅)は広い。これによって、筐体20の側壁部に開口を形成した場合であっても、外部から異物から筐体20内に入り込むことを効果的に抑制することができる。   The side wall of the housing 20 is partially removed. By attaching the main body 45 h to the housing 20, the outer surface of the main body 45 h is flush with the outer surface of the housing 20. By adopting such a configuration, the lens holder 31 can be disposed close to the housing 20. As a result, the camera module 150 can be effectively downsized. As is clear from FIG. 10, the portion of the main body 45 h that is flush with the outer surface of the housing 20 rather than the width of the opening (width along the x-axis) formed in the side wall of the housing 20. The width (width along the x-axis) is wide. Accordingly, even when an opening is formed in the side wall portion of the housing 20, it is possible to effectively suppress the entry of foreign matter into the housing 20 from the outside.

なお、インサート成形を採用することによって、軸保持部45と筐体20とを一体的に成形することもできる。この方法では、レンズユニット30の組み立て完成後に筐体20を金型で成形する際、金型の一部にレンズユニット30の軸保持部45を埋め込み、筐体20とレンズユニット30を一体成形する。この場合、上述の嵌合による取り付けよりも筐体20に対するレンズユニット30の位置精度を高めることができる。   In addition, the shaft holding part 45 and the housing | casing 20 can also be shape | molded integrally by employ | adopting insert molding. In this method, when the housing 20 is molded with a mold after the assembly of the lens unit 30 is completed, the shaft holding portion 45 of the lens unit 30 is embedded in a part of the mold, and the housing 20 and the lens unit 30 are integrally molded. . In this case, the positional accuracy of the lens unit 30 with respect to the housing 20 can be improved more than the attachment by the fitting described above.

図11に示すように、筐体20は、等しい横幅及び縦幅を有する。筐体20の上面視形状は正方形状となる。そして、レンズの光軸は、筐体20の対角線の交点近傍に設定される。これによって、筐体20に位置決めによって、簡易にレンズの光軸を位置決めすることができる。なお、発明者らの試作結果によると、上述の軸保持部45の採用によって、従来よりも筐体20の縦幅及び横幅を効果的に縮小することができた。   As shown in FIG. 11, the housing 20 has equal horizontal width and vertical width. The shape of the housing 20 in a top view is a square shape. The optical axis of the lens is set near the intersection of the diagonal lines of the housing 20. Accordingly, the optical axis of the lens can be easily positioned by positioning the housing 20. According to the trial results of the inventors, the vertical width and the horizontal width of the housing 20 can be effectively reduced as compared with the conventional case by adopting the above-described shaft holding portion 45.

なお、図11に示すように、筐体20には、レンズユニット30の変位を案内するレール24が形成されている。レンズホルダ31の外周に形成されたレール受け部35にレール24は受け入れられ、筐体20に対してレンズホルダ31が摺動可能に当接する。ピエゾ素子42の駆動に応じて、レンズホルダ31は、レール24にガイドされて安定して変位することができる。   As shown in FIG. 11, a rail 24 that guides the displacement of the lens unit 30 is formed in the housing 20. The rail 24 is received by a rail receiving portion 35 formed on the outer periphery of the lens holder 31, and the lens holder 31 is slidably brought into contact with the housing 20. As the piezo element 42 is driven, the lens holder 31 is guided by the rail 24 and can be stably displaced.

また、図11に示すように、ここでは、筐体20に対して金属板(固定配線部)71を設け、ピエゾ素子42と金属板71間をリード線72で接続する。これによって、リード線72の長さを短くし、金属板71に対してリード線72の端部を簡易に半田付けすることができる。筐体20の内部から外部へリード線72を引き出す必要がないため、リード線72の引き回しに要する時間を効果的に短縮することができる。圧電素子42を配置した隅部の隣の隅部に金属板71を配置することによって、リード線72の長さを効果的に短くすることができる。   Further, as shown in FIG. 11, here, a metal plate (fixed wiring portion) 71 is provided for the housing 20, and the piezo element 42 and the metal plate 71 are connected by a lead wire 72. Thereby, the length of the lead wire 72 can be shortened, and the end portion of the lead wire 72 can be easily soldered to the metal plate 71. Since it is not necessary to pull out the lead wire 72 from the inside of the housing 20 to the outside, the time required for the lead wire 72 to be routed can be effectively shortened. By arranging the metal plate 71 at the corner adjacent to the corner where the piezoelectric element 42 is disposed, the length of the lead wire 72 can be effectively shortened.

図12を参照して、連結部32の配置位置について説明する。   With reference to FIG. 12, the arrangement | positioning position of the connection part 32 is demonstrated.

本実施形態では、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜してしまう可能性がある。このような場合、レンズL1〜L3の光軸も、同様に、傾斜してしまう可能性がある。レンズL1は、調芯工程を経てレンズホルダ31内に位置決めされたものである。従って、レンズL1の相対位置がずれると、取得画像の品質が劣化してしまうおそれがある。   In the present embodiment, the transmission shaft 44 may be inclined with the shaft holding portion 45 as the center. In such a case, the optical axes of the lenses L1 to L3 may be similarly inclined. The lens L1 is positioned in the lens holder 31 through an alignment process. Therefore, if the relative position of the lens L1 is shifted, the quality of the acquired image may be deteriorated.

なお、軸保持部45は、上述のように伝達軸44の付勢に基づいて、伝達軸44を保持している。従って、アクチュエータの動作時、図12に模式的に示すように、伝達軸44が揺動してしまうことが懸念される。本実施形態では、装置の小型化のために、レンズホルダ31から見た伝達軸44の配置方向に対して90度を成す方向へ押え板45pを付勢する。従って、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜してしまいやすい。   Note that the shaft holding portion 45 holds the transmission shaft 44 based on the bias of the transmission shaft 44 as described above. Therefore, there is a concern that the transmission shaft 44 may swing during the operation of the actuator, as schematically shown in FIG. In the present embodiment, in order to reduce the size of the apparatus, the pressing plate 45p is urged in a direction that forms 90 degrees with respect to the arrangement direction of the transmission shaft 44 as viewed from the lens holder 31. Therefore, the transmission shaft 44 tends to be inclined with the shaft holding portion 45 as the center.

本実施形態では、図12(a)に示すように、レンズL1に対応づけて連結部32を配置する。これによって、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜することに伴って、取得画像の品質が劣化することを効果的に抑制することができる。なお、図12(a)に示すとき、レンズL1は、支持板32aと支持板32b間に配置されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 12A, the connecting portion 32 is disposed in association with the lens L1. Accordingly, it is possible to effectively suppress the quality of the acquired image from being deteriorated as the transmission shaft 44 is inclined with the shaft holding portion 45 as the center. In addition, as shown to Fig.12 (a), the lens L1 is arrange | positioned between the support plate 32a and the support plate 32b.

図12(b)に示す場合、連結部32は、レンズL1に対応づけて配置されていない。この場合、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜してしまうことに伴って、取得画像の品質が劣化してしまうおそれがある。   In the case shown in FIG. 12B, the connecting portion 32 is not disposed in association with the lens L1. In this case, the quality of the acquired image may be deteriorated as the transmission shaft 44 is inclined with the shaft holding portion 45 as the center.

本実施形態では、上述のように、レンズL1に対応づけて連結部32を配置する。これによって、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜したとしても、レンズL1が大きく変位してしまうことを抑制することができる。レンズL1の相対位置が大きく変化することを抑制することで、取得画像の品質が劣化してしまうことを効果的に抑制することができる。このように、軸保持部45を中心とした伝達軸44の軸ブレに対する耐性をアクチュエータに具備させることができる。   In the present embodiment, as described above, the connecting portion 32 is disposed in association with the lens L1. Thereby, even if the transmission shaft 44 is inclined with the shaft holding portion 45 as the center, it is possible to suppress the lens L1 from being largely displaced. By suppressing the relative position of the lens L1 from changing greatly, it is possible to effectively suppress the deterioration of the quality of the acquired image. In this way, the actuator can be provided with resistance against shaft blurring of the transmission shaft 44 around the shaft holding portion 45.

次に、図13を参照して、カメラモジュール150を動作させるためのシステム構成(アクチュエータの駆動部の構成)について説明する。図13に示すように、コントローラ80の出力は、駆動電圧生成回路81に接続される。駆動電圧生成回路81の出力は、振動源82に接続される。なお、振動源82は、上述のピエゾ素子42に等しい。   Next, with reference to FIG. 13, a system configuration (configuration of the actuator drive unit) for operating the camera module 150 will be described. As shown in FIG. 13, the output of the controller 80 is connected to the drive voltage generation circuit 81. The output of the drive voltage generation circuit 81 is connected to the vibration source 82. The vibration source 82 is equivalent to the above-described piezo element 42.

コントローラ80は、携帯電話90内に組み込まれたCPUであり、プログラムを実行して様々な指令を生成する。コントローラ80は、操作者による携帯電話90の操作に応じて、カメラモジュールの機能を活性化する。駆動電圧生成回路81は、コントローラ80からの制御信号に応じて、振動源82に印加される駆動電圧を生成する。このとき、カメラモジュールのオートフォーカス機能はオン状態にあり、またイメージセンサも撮像モードになっている。なお、振動源82は、上述のピエゾ素子42に対応する。   The controller 80 is a CPU incorporated in the mobile phone 90, and executes various programs to generate various commands. The controller 80 activates the function of the camera module in response to the operation of the mobile phone 90 by the operator. The drive voltage generation circuit 81 generates a drive voltage applied to the vibration source 82 in accordance with a control signal from the controller 80. At this time, the autofocus function of the camera module is in the on state, and the image sensor is also in the imaging mode. The vibration source 82 corresponds to the piezo element 42 described above.

上述の点を前提としたうえで、図14を参照して、カメラモジュール150の動作(特にそのレンズホルダ31を変位させる動作)について説明する。ここでは、ノコギリ歯波形の駆動電圧をピエゾ素子42に印加する。なお、駆動電圧の波形は任意であり、ノコギリ歯状に限定されるべきではない。   Based on the above assumption, the operation of the camera module 150 (particularly, the operation of displacing the lens holder 31) will be described with reference to FIG. Here, a drive voltage having a sawtooth waveform is applied to the piezo element 42. The waveform of the drive voltage is arbitrary and should not be limited to a sawtooth shape.

はじめに、図14(a)に示す駆動波形をピエゾ素子42に印加する場合について説明する。なお、図14(a)に示す場合、駆動波形は、立ち上がり期間TR1は、立ち下がり期間TR2に比べて短い。   First, the case where the drive waveform shown in FIG. 14A is applied to the piezo element 42 will be described. In the case shown in FIG. 14A, the drive waveform is shorter in the rising period TR1 than in the falling period TR2.

駆動波形の立ち上がり期間TR1に、レンズホルダ31は前方に変位する。他方、駆動波形の立ち下がり期間TR2に、レンズホルダ31は変位しない。立ち上がり期間TR1が立ち下がり期間TR2よりも短い駆動波形をピエゾ素子42に印加することによってレンズホルダ31を順方向(物体側)に変位させることができる。   During the drive waveform rising period TR1, the lens holder 31 is displaced forward. On the other hand, the lens holder 31 is not displaced during the falling period TR2 of the drive waveform. The lens holder 31 can be displaced in the forward direction (object side) by applying to the piezo element 42 a drive waveform in which the rising period TR1 is shorter than the falling period TR2.

次に、図14(b)に示す駆動波形をピエゾ素子42に印加する場合について説明する。なお、図14(b)に示す場合、駆動波形は、立ち上がり期間TR3は、立ち下がり期間TR4に比べて長い。   Next, the case where the drive waveform shown in FIG. 14B is applied to the piezo element 42 will be described. In the case shown in FIG. 14B, the drive waveform is longer in the rising period TR3 than in the falling period TR4.

駆動波形の立ち上がり期間TR3に、レンズホルダ31は変位しない。他方、駆動波形の立ち下がり期間TR4に、レンズホルダ31は後方に変位する。立ち上がり期間TR3が立ち下がり期間TR4よりも長い駆動波形をピエゾ素子42に印加することによって、レンズホルダ31を逆方向(イメージセンサ側)に変位させることができる。駆動波形は、立上り信号の立上り期間をt1、立下り信号の立下り期間をt2とした場合、次の関係式を満足すると良い。
Min(T1、T2)/(T1+T2)≦0.1
The lens holder 31 is not displaced during the driving waveform rising period TR3. On the other hand, the lens holder 31 is displaced rearward during the fall period TR4 of the drive waveform. The lens holder 31 can be displaced in the reverse direction (on the image sensor side) by applying to the piezo element 42 a drive waveform in which the rising period TR3 is longer than the falling period TR4. The drive waveform preferably satisfies the following relational expression when the rising period of the rising signal is t1 and the falling period of the falling signal is t2.
Min (T1, T2) / (T1 + T2) ≦ 0.1

図15及び図16を参照して、駆動電圧生成回路81の回路及びその動作について説明する。   The circuit of the drive voltage generation circuit 81 and its operation will be described with reference to FIGS.

図15に示すように、駆動電圧生成回路81は、スイッチング信号生成回路(パルス信号生成回路)85、スイッチSW1〜SW4、電流源CS1、CS2、及び電源PSを有する。なお、スイッチング信号生成回路85には、コントローラ80の出力が接続される。   As shown in FIG. 15, the drive voltage generation circuit 81 includes a switching signal generation circuit (pulse signal generation circuit) 85, switches SW1 to SW4, current sources CS1 and CS2, and a power source PS. Note that the output of the controller 80 is connected to the switching signal generation circuit 85.

電源PSと接地電位GND間には、スイッチSW1、電流源CS1、及びスイッチSW2が直列に接続される。電源PSと接地電位GND間には、スイッチSW3、電流源CS2、及びスイッチSW4が直列に接続される。電流源CS1とスイッチSW2間の節点は、スイッチSW3と電流源CS2間の節点に接続される。また、電流源CS1とスイッチSW2間の節点及びスイッチSW3と電流源CS2間の節点は、ピエゾ素子PZの一端に接続される。ピエゾ素子PZの他端は、スイッチSW2、スイッチSW4、及び接地電位GNDに接続される。なお、スイッチSW1〜SW4は、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ等のスイッチング素子である。   A switch SW1, a current source CS1, and a switch SW2 are connected in series between the power supply PS and the ground potential GND. A switch SW3, a current source CS2, and a switch SW4 are connected in series between the power supply PS and the ground potential GND. A node between the current source CS1 and the switch SW2 is connected to a node between the switch SW3 and the current source CS2. The node between the current source CS1 and the switch SW2 and the node between the switch SW3 and the current source CS2 are connected to one end of the piezo element PZ. The other end of the piezo element PZ is connected to the switch SW2, the switch SW4, and the ground potential GND. The switches SW1 to SW4 are switching elements such as MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors.

スイッチSW1〜SW4の動作状態は、図16に示すようにスイッチング信号生成回路85によって制御される。スイッチング信号生成回路85は、端子T1〜T4を有する。各端子T1〜T4から出力されるスイッチング信号VS1〜VS4によってスイッチSW1〜SW4の動作状態が決定付けられる。例えば、スイッチング信号がハイレベルのとき、スイッチSW1〜SW4がオン状態となる。スイッチング信号がローレベルのとき、スイッチSW1〜SW4がオフ状態となる。   The operation states of the switches SW1 to SW4 are controlled by a switching signal generation circuit 85 as shown in FIG. The switching signal generation circuit 85 has terminals T1 to T4. The operating states of the switches SW1 to SW4 are determined by the switching signals VS1 to VS4 output from the terminals T1 to T4. For example, when the switching signal is at a high level, the switches SW1 to SW4 are turned on. When the switching signal is at a low level, the switches SW1 to SW4 are turned off.

図16に示す第1状態のとき、ピエゾ素子PZは電流源CS1によって急速に充電される。第2状態のとき、ピエゾ素子PZは、緩慢に放電する。第3状態のとき、ピエゾ素子PZは、電流源CS1、CS2によって、緩慢に充電される。第4状態のとき、ピエゾ素子PZは、急速に放電する。第1状態と第2状態間を繰り返し切り替えることで、レンズホルダ31は順方向(物体側)一方側に変位する。第3状態と第4状態間を繰り返し切り替えることで、レンズホルダ31は逆方向(撮像素子側)に変位する。   In the first state shown in FIG. 16, the piezo element PZ is rapidly charged by the current source CS1. In the second state, the piezo element PZ discharges slowly. In the third state, the piezo element PZ is slowly charged by the current sources CS1 and CS2. In the fourth state, the piezo element PZ discharges rapidly. By repeatedly switching between the first state and the second state, the lens holder 31 is displaced in the forward direction (object side) one side. By repeatedly switching between the third state and the fourth state, the lens holder 31 is displaced in the reverse direction (image sensor side).

図17乃至図20を参照してアクチュエータの動作制御について更に説明する。   The operation control of the actuator will be further described with reference to FIGS.

図17に示すように、スイッチング信号生成回路85の端子T1からのスイッチング信号VS1がスイッチSW1に供給され、端子T2からのスイッチング信号VS2がスイッチSW2に供給される。これに応じて駆動電圧VW1がピエゾ素子PZに印加される。これに応じて、レンズホルダ31は、順方向に変位する。図17では、レンズホルダ31の変位を矢印で模式的に示している。すなわち、レンズホルダ31は、時刻t1と時刻t2間に変位し、時刻t2と時刻t3間には変位しない。他の期間についても同様である。   As shown in FIG. 17, the switching signal VS1 from the terminal T1 of the switching signal generation circuit 85 is supplied to the switch SW1, and the switching signal VS2 from the terminal T2 is supplied to the switch SW2. In response to this, the drive voltage VW1 is applied to the piezo element PZ. In response to this, the lens holder 31 is displaced in the forward direction. In FIG. 17, the displacement of the lens holder 31 is schematically indicated by arrows. That is, the lens holder 31 is displaced between time t1 and time t2, and is not displaced between time t2 and time t3. The same applies to other periods.

なお、スイッチング信号VS1とスイッチング信号VS2は、互いに反転した関係にある。一方のスイッチング信号は、他方のスイッチング信号を反転して生成すれば良いため、スイッチング信号生成回路の回路構成を簡素化することができる。また、時刻t1と時刻t2間の時間間隔は、時刻t2と時刻t3間の時間間隔よりも十分に短い。この点は、後述のデューティー比に関する説明から明らかである。   Note that the switching signal VS1 and the switching signal VS2 are in an inverted relationship. Since one switching signal may be generated by inverting the other switching signal, the circuit configuration of the switching signal generation circuit can be simplified. The time interval between time t1 and time t2 is sufficiently shorter than the time interval between time t2 and time t3. This point is clear from the description regarding the duty ratio described later.

本実施形態では、スイッチング信号VS1、VS2に含まれるスイッチングパルスSPの供給時期に対応する時期にレンズホルダ31は変位する。発明者らの検討によれば、図18に示すように、ピエゾ素子42の伸縮とレンズホルダ31の変位とが連関している。時刻t20(図17の時刻t1に対応)と時刻t21(図17の時刻t2に対応)間は、駆動電圧VW1は急峻に立ち上がる。駆動電圧VW1の立ち上がりに応じて、ピエゾ素子PZは伸張する。ピエゾ素子PZの伸張に応じてレンズホルダ31は軸保持部45から離間する方向に変位する。時刻t21以降時刻t25(図17の時刻t3に対応)の間は、駆動電圧VW1は緩慢に立ち下がる。駆動電圧VW1の立ち下がりに応じて、ピエゾ素子42は、比較的緩慢に収縮する。このとき、ピエゾ素子PZは、その慣性によってその場に居留まる。   In the present embodiment, the lens holder 31 is displaced at a time corresponding to the supply time of the switching pulse SP included in the switching signals VS1 and VS2. According to the study by the inventors, the expansion and contraction of the piezo element 42 and the displacement of the lens holder 31 are linked as shown in FIG. The drive voltage VW1 rises steeply between time t20 (corresponding to time t1 in FIG. 17) and time t21 (corresponding to time t2 in FIG. 17). The piezo element PZ expands in response to the rise of the drive voltage VW1. The lens holder 31 is displaced in a direction away from the shaft holding portion 45 according to the expansion of the piezo element PZ. Between time t21 and time t25 (corresponding to time t3 in FIG. 17), drive voltage VW1 falls slowly. As the drive voltage VW1 falls, the piezo element 42 contracts relatively slowly. At this time, the piezo element PZ stays in place due to its inertia.

本実施形態に係るアクチュエータでは、ピエゾ素子42が急激に伸張するとき、レンズホルダ31が軸保持部45に対して変位する。換言すると、ピエゾ素子42が緩慢に収縮するとき、レンズホルダ31は、軸保持部45に対して変位しない。この場合、レンズホルダ31を効率的に変位させるためには、スイッチングパルスSPのパルス幅を狭めることによってピエゾ素子42を短時間に伸張させると良いと言える。ピエゾ素子42に蓄積された電流の放電時間を確保することが必要である点を考慮すれば、スイッチング信号のデューティー比を小さく設定すると良いと言える。   In the actuator according to the present embodiment, the lens holder 31 is displaced with respect to the shaft holding portion 45 when the piezo element 42 is rapidly expanded. In other words, the lens holder 31 is not displaced with respect to the shaft holding portion 45 when the piezo element 42 contracts slowly. In this case, in order to displace the lens holder 31 efficiently, it can be said that the piezo element 42 is extended in a short time by narrowing the pulse width of the switching pulse SP. Considering that it is necessary to ensure the discharge time of the current accumulated in the piezo element 42, it can be said that the duty ratio of the switching signal should be set small.

より具体的には、図19に示すように、スイッチング信号のデューティー比をα%からβ%(但し、β%<α%とする)に設定することによって、レンズホルダ31を効率的に変位させることができる。レンズホルダ31をより効率的に変位させることで、レンズホルダ31をより高速に変位させることが可能になる。なお、デューティー比Dは、パルス幅/周期によって算出することができる。図19(a)に示すように、ta/Ta=αにより算出される。図19(b)に示すように、tb/Tb=βにより算出される。ta、tbは、パルス幅である。Ta、Tbは、周期である。   More specifically, as shown in FIG. 19, the lens holder 31 is efficiently displaced by setting the duty ratio of the switching signal from α% to β% (where β% <α%). be able to. By displacing the lens holder 31 more efficiently, the lens holder 31 can be displaced at a higher speed. The duty ratio D can be calculated from the pulse width / cycle. As shown in FIG. 19A, it is calculated by ta / Ta = α. As shown in FIG. 19B, it is calculated by tb / Tb = β. ta and tb are pulse widths. Ta and Tb are periods.

図20を参照して、スイッチング信号の設定について説明する。なお、図20では、スイッチング信号のデューティー比を4%〜40%の範囲とした。また、スイッチング信号の周波数帯は、40kHz〜200kHzとした。デューティー比を2%以下とすると、ピエゾ素子に印加される駆動電圧のレベルが低下することが予想される。従って、ここでは、デューティー比を2%以上の値(つまり、最低デューティー比=4%)とした。   The setting of the switching signal will be described with reference to FIG. In FIG. 20, the duty ratio of the switching signal is in the range of 4% to 40%. Moreover, the frequency band of the switching signal was 40 kHz to 200 kHz. If the duty ratio is 2% or less, it is expected that the level of the drive voltage applied to the piezo element will decrease. Therefore, here, the duty ratio is set to a value of 2% or more (that is, the minimum duty ratio = 4%).

なお、試験結果については、○△×の三段階で評価している。○>△>×の順でアクチュエータの特性が良くなる。○の場合、アクチュエータは動作速度1mm/s以上の高速度で問題なく動作する。△の場合、○の場合と比較して、アクチュエータの動作特性が劣化する。×の場合、アクチュエータの通常の動作を確保することが難しい。   In addition, about the test result, it evaluates in three steps of (triangle | delta) *. The characteristics of the actuator improve in the order of ○> △> ×. In the case of ○, the actuator operates at a high speed of 1 mm / s or more without any problem. In the case of Δ, the operating characteristics of the actuator deteriorate compared to the case of ○. In the case of ×, it is difficult to ensure the normal operation of the actuator.

図20に示すように、本実施形態に係るアクチュエータの試作評価結果によれば、スイッチング信号のデューティー比Dが25%であれば、適切な周波数を選定することを条件としてアクチュエータを通常動作させることができる。デューティー比Dが30%を超える場合と比較して、駆動電圧の波形が急峻になり、効率的にレンズホルダ31を変位させることが可能になる。   As shown in FIG. 20, according to the prototype evaluation result of the actuator according to the present embodiment, if the duty ratio D of the switching signal is 25%, the actuator is normally operated on condition that an appropriate frequency is selected. Can do. Compared with the case where the duty ratio D exceeds 30%, the waveform of the drive voltage becomes steep, and the lens holder 31 can be displaced efficiently.

より好ましくは、スイッチング信号のデューティー比Dは、20%であれば良い。これによって、上述と同様の効果に加えて、選択可能な周波数帯域を拡大することができる。選択可能な周波数帯域の拡大によって設計時の自由度が向上する。また、実際に生成されるスイッチング信号の周波数の変動による悪影響(歩留まりの劣化等)を回避することができる。   More preferably, the duty ratio D of the switching signal may be 20%. As a result, in addition to the same effects as described above, the selectable frequency band can be expanded. The degree of freedom in design is improved by expanding the selectable frequency band. Further, it is possible to avoid adverse effects (deterioration of yield, etc.) due to frequency fluctuations of the actually generated switching signal.

更により好ましくは、スイッチング信号のデューティー比Dを、15%以下、10%以下、8%以下、又は6%以下とすると良い。選択可能な周波数帯域を更に拡大することができ、上述と同様の効果を得ることができる。なお、図20に示す結果は、順方向へのレンズホルダ31の変位を前提としている。逆方向へレンズホルダ31を変位させる場合、デューティー比Dは異なる値となる。例えば、順方向時に適用されるデューティー比D=10%と同様の結果を得るため、逆方向時にはデューティー比D=90%と設定する。   Even more preferably, the duty ratio D of the switching signal is 15% or less, 10% or less, 8% or less, or 6% or less. The selectable frequency band can be further expanded, and the same effect as described above can be obtained. Note that the results shown in FIG. 20 are based on the assumption that the lens holder 31 is displaced in the forward direction. When the lens holder 31 is displaced in the reverse direction, the duty ratio D becomes a different value. For example, in order to obtain the same result as the duty ratio D = 10% applied in the forward direction, the duty ratio D = 90% is set in the reverse direction.

本実施形態では、スイッチング信号のデューティー比Dを小さく設定することで、レンズホルダ31を効率的に変位させることができることに加えて、選択可能な周波数帯域を顕著に拡大することができる。選択可能な周波数帯域の拡大によって設計時の自由度が向上する。また、実際に生成されるスイッチング信号の周波数の変動による悪影響(歩留まりの劣化等)を回避することができる。スイッチング信号VS1、VS2を高周波帯域に設定すれば、従来よりも高速にレンズホルダ31を変位させることができる。これによって、アクチュエータの動作特性を向上させることができる。   In this embodiment, by setting the duty ratio D of the switching signal to be small, the lens holder 31 can be displaced efficiently, and in addition, the selectable frequency band can be significantly expanded. The degree of freedom in design is improved by expanding the selectable frequency band. Further, it is possible to avoid adverse effects (deterioration of yield, etc.) due to frequency fluctuations of the actually generated switching signal. If the switching signals VS1 and VS2 are set in a high frequency band, the lens holder 31 can be displaced faster than in the past. Thereby, the operating characteristics of the actuator can be improved.

なお、図17に模式的に示すように、デューティー比Dは、D=D2/D1×100によって算出される。但し、D2は、スイッチングパルスSPのパルス幅に対応する。D1は、スイッチングパルスSPの周期に対応する。   As schematically shown in FIG. 17, the duty ratio D is calculated by D = D2 / D1 × 100. However, D2 corresponds to the pulse width of the switching pulse SP. D1 corresponds to the period of the switching pulse SP.

以下、図21及び図22を参照して、比較例について説明する。なお、図22では、図20の場合と同様にして、アクチュエータの動作結果を評価している。なお、比較例の場合も、図15と同様の回路を採用するものとする。   Hereinafter, a comparative example will be described with reference to FIGS. 21 and 22. In FIG. 22, the operation results of the actuator are evaluated in the same manner as in FIG. In the case of the comparative example, a circuit similar to that shown in FIG. 15 is adopted.

図21に比較例に係るカメラモジュールを示す。図21に示すように、可動部MUは、レンズホルダ31と軸保持部45で形成される。ピエゾ素子42は、実装基板10に対して固定されている。伝達軸44は、ピエゾ素子42に対して固定されている。ピエゾ素子42の駆動に応じて、レンズホルダ31と軸保持部45とが共に移動する。   FIG. 21 shows a camera module according to a comparative example. As shown in FIG. 21, the movable part MU is formed by the lens holder 31 and the shaft holding part 45. The piezo element 42 is fixed to the mounting substrate 10. The transmission shaft 44 is fixed with respect to the piezo element 42. The lens holder 31 and the shaft holder 45 move together in accordance with the driving of the piezo element 42.

比較例と本実施形態とを比較した場合、ノコギリ歯状の駆動電圧VW1でピエゾ素子PZを駆動する点は一致する。しかしながら、両者の間では、駆動電圧VW1の波形とレンズホルダ31が変位するタイミングとの関係が異なる。すなわち、本実施形態の場合には、駆動電圧VW1の波形が短時間で変化する時にレンズホルダ31が変位するが、比較例の場合、駆動電圧VW1の波形が緩慢に変化する時にレンズホルダ31が変位する。従って、比較例の場合には、駆動電圧VW1の波形が緩慢に変化する期間を十分に確保することが要求される。この場合、スイッチング信号のデューティー比を小さく設定することに意義はない。比較例の場合、駆動電圧VW1の波形が急峻に変化する場合、レンズホルダ31は実質的に変位しないためである。   When the comparative example is compared with the present embodiment, the point that the piezo element PZ is driven with the sawtooth drive voltage VW1 is the same. However, the relationship between the waveform of the drive voltage VW1 and the timing at which the lens holder 31 is displaced differs between the two. That is, in the case of the present embodiment, the lens holder 31 is displaced when the waveform of the drive voltage VW1 changes in a short time. In the comparative example, the lens holder 31 is moved when the waveform of the drive voltage VW1 changes slowly. Displace. Therefore, in the case of the comparative example, it is required to ensure a sufficient period during which the waveform of the drive voltage VW1 changes slowly. In this case, it is not meaningful to set the duty ratio of the switching signal small. This is because, in the case of the comparative example, when the waveform of the drive voltage VW1 changes sharply, the lens holder 31 is not substantially displaced.

図22に示すように、比較例の場合、スイッチング信号のデューティー比の選択範囲が狭い。また、スイッチング信号の周波数の選択範囲が狭い。選択可能な周波数帯域が狭いのは、比較例の場合、ピエゾ素子42が筐体20に連結し、筐体20を含む系によって共振が生じるためである。   As shown in FIG. 22, in the comparative example, the selection range of the duty ratio of the switching signal is narrow. In addition, the selection range of the frequency of the switching signal is narrow. The selectable frequency band is narrow because, in the comparative example, the piezo element 42 is connected to the housing 20 and resonance occurs due to the system including the housing 20.

図23に示すように、本実施形態の場合、比較例の場合と比較して、所望のデューティー比にスイッチング信号を設定した条件で、スイッチング信号の周波数帯域を拡大することができる。これは、本実施形態の場合、共振周波数が高周波側にシフトしているためである。本実施形態では、比較例の場合と比較して、スイッチング信号をより高い周波数に設定することができる。これによって、レンズホルダ31をより高速に変位させることができる。   As shown in FIG. 23, in the case of this embodiment, the frequency band of the switching signal can be expanded under the condition that the switching signal is set to a desired duty ratio, as compared with the case of the comparative example. This is because in this embodiment, the resonance frequency is shifted to the high frequency side. In the present embodiment, the switching signal can be set to a higher frequency as compared with the comparative example. Thereby, the lens holder 31 can be displaced at higher speed.

選択可能な周波数帯域が狭い場合には、ピエゾ素子単体特性のバラツキ、アクチュエータの動作環境の変化などによって動作周波数が選択した周波数帯域からはずれるような原因によって、レンズホルダ31を変位させることが困難になるおそれがある。他方、本実施形態では、選択可能な周波数帯域自体が拡大されている。従って、何らかの予期しない原因によって選択した周波数が共振周波数帯に含まれることを効果的に抑制することができる。   When the selectable frequency band is narrow, it is difficult to displace the lens holder 31 due to the cause that the operating frequency deviates from the selected frequency band due to variations in characteristics of the piezo element alone or changes in the operating environment of the actuator. There is a risk. On the other hand, in this embodiment, the selectable frequency band itself is expanded. Therefore, it is possible to effectively suppress the frequency selected for some unexpected cause from being included in the resonance frequency band.

共振周波数は、筐体の形状、重量、及び圧電素子と筐体間の接着状態に依存する。駆動装置が組み込まれる製品ごとに共振周波数が異なる場合がある。共振周波数が存在する帯域では、アクチュエータを正確に制御することが困難になるおそれがある。換言すると、アクチュエータが正常に機能するか否かの判断は、製品にアクチュエータを組み込むことを待たなければならない。スイッチング信号の周波数の設定誤りによっては、製品の歩留まりが低下してしまうおそれがある。本実施形態では、このような問題が生じることも効果的に抑制することができる。   The resonance frequency depends on the shape and weight of the housing and the bonding state between the piezoelectric element and the housing. The resonance frequency may be different for each product in which the drive device is incorporated. In a band where the resonance frequency exists, it may be difficult to accurately control the actuator. In other words, the determination of whether the actuator functions normally must wait for the actuator to be incorporated into the product. Depending on the setting error of the frequency of the switching signal, the product yield may be reduced. In the present embodiment, occurrence of such a problem can be effectively suppressed.

次に、図24乃至図26を参照して、伝達軸44の構成について更に説明する。   Next, the configuration of the transmission shaft 44 will be further described with reference to FIGS.

図24に示すように、本実施形態では、比重2.1以下の材料で伝達軸44を形成する。具体的には、ガラス状炭素、CFRP、エポキシ樹脂で伝達軸44を形成する。これによって、次に説明するように駆動装置の特性を向上させることができる。   As shown in FIG. 24, in this embodiment, the transmission shaft 44 is formed of a material having a specific gravity of 2.1 or less. Specifically, the transmission shaft 44 is formed of glassy carbon, CFRP, or epoxy resin. As a result, the characteristics of the drive device can be improved as will be described next.

実施例として、図25に示す各材料で伝達軸44を製造し、これを駆動装置に組み込んだ。なお、本実施例に係る測定条件は次のとおりである。φ1.0mm、長さ5mmの伝達軸44を採用した。縦1.20mm、横1.20mm、高1.2mm、重さ0.01gのピエゾ素子42を採用した。伝達軸44とピエゾ素子42は接着剤で固定した。なお、伝達軸44には、レンズホルダ31を取り付けなかった。伝達軸44にレンズホルダ31を取り付ける場合、共振点が変化することが予測されるが、この場合であっても、以下の説明と同様の結論を導くことができると推測できる。   As an example, a transmission shaft 44 was manufactured from each material shown in FIG. 25, and this was incorporated into a drive device. The measurement conditions according to this example are as follows. A transmission shaft 44 having a diameter of 1.0 mm and a length of 5 mm was employed. A piezo element 42 having a length of 1.20 mm, a width of 1.20 mm, a height of 1.2 mm, and a weight of 0.01 g was employed. The transmission shaft 44 and the piezo element 42 were fixed with an adhesive. Note that the lens holder 31 was not attached to the transmission shaft 44. When the lens holder 31 is attached to the transmission shaft 44, it is predicted that the resonance point changes. Even in this case, it can be estimated that the same conclusion as the following explanation can be derived.

CFRPからなる伝達軸44は、カーボン炭素繊維にプラスチック材料を含浸し、引き抜き、又は押し出し成形をし、その後、研磨、切断により製造した。カーボングラファイト(ガラス状炭素と黒鉛の複合体)からなる伝達軸44は、プラスチック成形後、高温過熱で炭化し、その後、切断することにより製造した(特許文献6参照)。エポキシ樹脂からなる伝達軸44は射出成形により製造した。なお、伝達軸44の製造方法は任意であり、他の製造方法を採用しても良い。   The transmission shaft 44 made of CFRP was manufactured by impregnating a carbon carbon fiber with a plastic material, drawing or extrusion molding, and then polishing and cutting. The transmission shaft 44 made of carbon graphite (composite of glassy carbon and graphite) was manufactured by plasticizing, carbonizing by high temperature overheating, and then cutting (see Patent Document 6). The transmission shaft 44 made of an epoxy resin was manufactured by injection molding. In addition, the manufacturing method of the transmission shaft 44 is arbitrary, and another manufacturing method may be adopted.

図25に示すように、共振点が220Hz以上の材料は、ガラス状炭素、ガラス状炭素複合材(黒鉛を含有する)、炭素繊維強化樹脂、エポキシ樹脂復号剤(カーボンフィラーを含有する)、エポキシ樹脂複合材(ガラスビーズを含有する)、及びアルミニウムであった。なお、ここでいう共振点は、駆動装置に組み込んだ状態でピエゾ素子42を駆動して測定されるものである。   As shown in FIG. 25, materials having a resonance point of 220 Hz or higher are glassy carbon, glassy carbon composite (containing graphite), carbon fiber reinforced resin, epoxy resin decrypting agent (containing carbon filler), epoxy Resin composite (containing glass beads) and aluminum. The resonance point here is measured by driving the piezo element 42 in a state where it is incorporated in the drive device.

共振周波数が高周波数側にシフトしているか否かという観点から考察すると、比重が小さい材料のほうが共振周波数を高周波側にシフトさせることに効果的であると考えられる。但し、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタールは例外である。   Considering from the viewpoint of whether or not the resonance frequency is shifted to the high frequency side, it is considered that a material having a small specific gravity is more effective in shifting the resonance frequency to the high frequency side. However, polybutylene terephthalate and polyacetal are exceptions.

また、同様に、共振周波数が高周波数側にシフトしているか否かという観点から考察すると、弾性率が2025GPa以上の材料のほうが共振周波数を高周波側にシフトさせることに効果的であると考えられる。なお、上述のポリブチレンテレフタレート、ポリアセタールの弾性率は、2025GPa以下である。   Similarly, from the viewpoint of whether the resonance frequency is shifted to the high frequency side, it is considered that a material having an elastic modulus of 2025 GPa or more is more effective in shifting the resonance frequency to the high frequency side. . In addition, the elasticity modulus of the above-mentioned polybutylene terephthalate and polyacetal is 2025 GPa or less.

図25に示す各材料で形成した伝達軸44が組み込まれた駆動装置の動作特性を図25に示すように◎、○、×の三段階で評価した。なお、◎>○>×という関係で駆動装置の動作は良好と評価している。   The operating characteristics of the drive unit incorporating the transmission shaft 44 formed of each material shown in FIG. 25 were evaluated in three stages, as shown in FIG. Note that the operation of the driving device is evaluated as good because of the relationship ◎> ○> ×.

二重丸◎で示した材料で伝達軸44を形成した場合、図26(a)に示すように、スイッチング信号のデューティー比の範囲及び周波数帯を広く確保できる。但し、図26(a)では、動作確認が取れた範囲を点線で概略的な囲っている。この点は、図26(b)でも同様である。また、44条件個の駆動装置のサンプルのうち、10条件個以上の駆動装置で動作が確認できれば二重丸◎と評価している。   When the transmission shaft 44 is formed of a material indicated by a double circle ◎, a wide range and frequency band of the duty ratio of the switching signal can be secured as shown in FIG. However, in FIG. 26A, the range in which the operation has been confirmed is roughly surrounded by a dotted line. This point is the same in FIG. In addition, out of 44 condition drive device samples, if the operation can be confirmed with 10 condition drive devices or more, it is evaluated as a double circle.

図26(a)に示すようにスイッチング信号の周波数帯が高周波帯に拡大することで、移動対象物を高速に変位させることができる。また、スイッチング信号の周波数帯が高周波側に拡大することで、スイッチング信号の周波数の変動により駆動装置が動作不良となることを抑制し、駆動装置の信頼性を高めることができる。   As shown in FIG. 26A, the frequency band of the switching signal is expanded to the high frequency band, so that the moving object can be displaced at high speed. Further, since the frequency band of the switching signal is expanded to the high frequency side, it is possible to suppress the malfunction of the driving device due to the fluctuation of the frequency of the switching signal, and to improve the reliability of the driving device.

図26(a)に示すようにデューティー比の範囲が拡大することで、回路設計時の自由度を高めることができる。また、デューティー比の範囲が拡大することで、デューティー比が意図せずにシフトした際に駆動装置が動作不良となることを抑制し、駆動装置の信頼性を高めることができる。   As shown in FIG. 26 (a), the degree of freedom in circuit design can be increased by expanding the range of the duty ratio. Further, since the range of the duty ratio is expanded, it is possible to prevent the drive device from malfunctioning when the duty ratio is shifted unintentionally, and to improve the reliability of the drive device.

丸○で示した材料で伝達軸44を形成した場合、図26(b)に示すように、図26(a)の場合と比較して、スイッチング信号のデューティー比の範囲及び周波数帯が狭くなる。なお、ここでは、44条件個の駆動装置のサンプルのうち、1条件個以上10個条件未満の駆動装置で動作が確認できれば丸○と評価している。バツ×と評価されている場合は、44個の駆動装置のサンプルのうち、1つも動作確認ができなかった場合である。   When the transmission shaft 44 is formed of a material indicated by a circle ◯, as shown in FIG. 26 (b), the duty ratio range and frequency band of the switching signal are narrower than in the case of FIG. 26 (a). . In addition, here, if the operation can be confirmed with a drive device of 1 condition number or more and less than 10 conditions out of 44 condition drive device samples, it is evaluated as a circle. If it is evaluated as x, it means that one of the 44 drive device samples could not be confirmed.

比重2.1以下の材料で伝達軸44を形成すると、駆動装置の特性を良好に設定することができる。より好ましくは、比重2.1以下、弾性率2025GPa以上の材料で伝達軸44を形成すると良い。更に好ましくは、比重2.1以下、弾性率30GPa以上の材料で伝達軸44を形成すると良い。更に好ましくは、比重1.7以下、弾性率30GPa以上の材料で伝達軸44を形成すると良い。   If the transmission shaft 44 is formed of a material having a specific gravity of 2.1 or less, the characteristics of the drive device can be set satisfactorily. More preferably, the transmission shaft 44 may be formed of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 2025 GPa or more. More preferably, the transmission shaft 44 may be formed of a material having a specific gravity of 2.1 or less and an elastic modulus of 30 GPa or more. More preferably, the transmission shaft 44 may be formed of a material having a specific gravity of 1.7 or less and an elastic modulus of 30 GPa or more.

これによって、共振周波数を高周波側にシフトさせ、駆動装置の動作特性を向上させることが可能になる。具体的には、スイッチング信号をより高周波に設定することで、高速に移動対象物(レンズ)を変位させることが可能になる。   As a result, the resonance frequency can be shifted to the high frequency side, and the operating characteristics of the drive device can be improved. Specifically, the moving object (lens) can be displaced at high speed by setting the switching signal to a higher frequency.

最後に、図27を参照してカメラモジュール150の動作について説明する。   Finally, the operation of the camera module 150 will be described with reference to FIG.

カメラモジュール150は、図27に示す携帯電話(電子機器)90に組み込まれる。図27に示すように、携帯電話90は、上側本体(第1部材)91、下側本体(第2部材)92、及びヒンジ93を有する。上側本体91と下側本体92とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ93を介して連結される。上側本体91と下側本体92とはヒンジ93によって開閉自在に構成される。上側本体91と下側本体92とが閉じた状態のとき、携帯電話90は上側本体91と下側本体92とが重ね合わされた平板状の部材になる。   The camera module 150 is incorporated in a mobile phone (electronic device) 90 shown in FIG. As shown in FIG. 27, the mobile phone 90 includes an upper body (first member) 91, a lower body (second member) 92, and a hinge 93. The upper main body 91 and the lower main body 92 are both plastic plate members and are connected via a hinge 93. The upper main body 91 and the lower main body 92 are configured to be freely opened and closed by a hinge 93. When the upper body 91 and the lower body 92 are closed, the mobile phone 90 is a flat plate member in which the upper body 91 and the lower body 92 are overlapped.

上側本体91は、その内面に表示部94を有する。表示部94には、着信相手を特定する情報(名前、電話番号)、携帯電話90の記憶部に格納されたアドレス帳等が表示される。表示部94の下には液晶表示装置が組み込まれている。   The upper main body 91 has a display unit 94 on the inner surface thereof. The display unit 94 displays information (name, telephone number) for identifying the called party, an address book stored in the storage unit of the mobile phone 90, and the like. A liquid crystal display device is incorporated under the display unit 94.

下側本体92は、その内面に複数のボタン95を有する。携帯電話90の操作者は、ボタン95を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話90を意図したように操作する。携帯電話90の操作者は、このボタン95を操作することに基づいて、携帯電話90内のカメラモジュール150を起動する。   The lower main body 92 has a plurality of buttons 95 on its inner surface. The operator of the cellular phone 90 operates the button 95 to open the address book, make a call, set the manner mode, and operate the cellular phone 90 as intended. The operator of the mobile phone 90 activates the camera module 150 in the mobile phone 90 based on operating this button 95.

本実施形態では、上述のように、レンズL1に対応づけて連結部32を配置する。これによって、軸保持部45を中心として伝達軸44が傾斜したとしても、取得画像の品質が劣化してしまうことを効果的に抑制することができる。このように、軸保持部45を中心とした伝達軸44の軸ブレに対する耐性をレンズ駆動装置に具備させることができる。   In the present embodiment, as described above, the connecting portion 32 is disposed in association with the lens L1. Thereby, even if the transmission shaft 44 is inclined with the shaft holding portion 45 as the center, it is possible to effectively suppress the deterioration of the quality of the acquired image. In this way, the lens driving device can be provided with resistance against shaft blurring of the transmission shaft 44 around the shaft holding portion 45.

また、本実施形態では、ピエゾ素子42の駆動に応じて、筐体20からみて、レンズホルダ31、ピエゾ素子42、及び伝達軸44を一緒に変位させる構成を採用する。この場合、伝達軸44に摩擦係合した軸保持部45を筐体20に嵌め込むことで、レンズユニット30を筐体20に対して取り付ける。これによって、カメラモジュール150の組み立てを簡素化することができる。また、レンズユニット30単位での商品化を実現することができる。   In the present embodiment, a configuration is adopted in which the lens holder 31, the piezo element 42, and the transmission shaft 44 are displaced together as viewed from the housing 20 in accordance with the driving of the piezo element 42. In this case, the lens unit 30 is attached to the housing 20 by fitting the shaft holding portion 45 frictionally engaged with the transmission shaft 44 into the housing 20. Thereby, the assembly of the camera module 150 can be simplified. Further, commercialization in units of 30 lens units can be realized.

また、本実施形態では、カメラモジュール150が組み立てられた状態のとき、ピエゾ素子42は伝達軸44により支持され、筐体20の上部空間内で宙吊り状態にある。換言すると、ピエゾ素子42は、筐体20に対して直接的に当接していない。これによって、ピエゾ素子42を固定するための構造を省略することができ、カメラモジュール150の小型化を図ることができる。また、ピエゾ素子42を固定させるための工程(筐体への接着工程、伝達軸への錘の配置工程等)を不要にすることができる。   In this embodiment, when the camera module 150 is assembled, the piezo element 42 is supported by the transmission shaft 44 and is suspended in the upper space of the housing 20. In other words, the piezo element 42 is not in direct contact with the housing 20. Thereby, the structure for fixing the piezo element 42 can be omitted, and the camera module 150 can be downsized. In addition, a process for fixing the piezo element 42 (an adhesion process to the housing, a weight arrangement process on the transmission shaft, etc.) can be eliminated.

ピエゾ素子42を宙吊り状態にしたとしてもレンズホルダ31の変位は妨げられない。一般的に、効率的に移動対象物を変位させるためには、振動源として機能するピエゾ素子42を他の部材(筐体等)に機械的に固定し、伝達軸44をフリーな状態にすることが必要と考えられている。本発明者らの検討により、ピエゾ素子42自身の重さによってピエゾ素子42が空間内で固定されているとみなしたとしてもアクチュエータの機能は妨げられないことが明らかになった。従って、ピエゾ素子42を宙吊り状態にしたとしてもレンズホルダ31を変位させることは妨げられない。   Even if the piezo element 42 is suspended, the displacement of the lens holder 31 is not hindered. Generally, in order to displace the moving object efficiently, the piezo element 42 functioning as a vibration source is mechanically fixed to another member (a housing or the like), and the transmission shaft 44 is in a free state. It is considered necessary. From the examination by the present inventors, it has been clarified that the function of the actuator is not hindered even if the piezo element 42 is regarded as being fixed in the space by the weight of the piezo element 42 itself. Therefore, even if the piezo element 42 is suspended, the displacement of the lens holder 31 is not hindered.

本実施形態では、配線基板10に対する筐体20の実装時、金属板71は、配線基板10の配線パッドに対して接続される。従って、金属板71と配線基板10間の電気的な接続は簡易に確保することができる。別途、配線基板10に対して金属板71を半田付けしても良い。予め配線基板10又は金属板71に半田を塗布しておき、配線基板10上に筐体20を実装した状態で過熱し、配線基板10に対して金属板71を半田付けしても良い。   In the present embodiment, the metal plate 71 is connected to the wiring pads of the wiring board 10 when the housing 20 is mounted on the wiring board 10. Therefore, the electrical connection between the metal plate 71 and the wiring board 10 can be easily ensured. Separately, the metal plate 71 may be soldered to the wiring board 10. Solder may be applied to the wiring board 10 or the metal plate 71 in advance, and the metal plate 71 may be soldered to the wiring board 10 by heating with the housing 20 mounted on the wiring board 10.

本実施形態では、ピエゾ素子42が配置されない筐体20の隅部に対して金属板71を配置する。これによって、金属板71の配置に伴い筐体20が大型化することを回避することができる。更に、本実施形態では、ピエゾ素子42が配置された筐体20の隅部の隣の隅部に対して金属板71を配置する。これによって、リード線72の長さを極力短くすることができる。   In the present embodiment, the metal plate 71 is disposed on the corner of the housing 20 where the piezo element 42 is not disposed. As a result, it is possible to avoid an increase in the size of the housing 20 due to the arrangement of the metal plate 71. Further, in the present embodiment, the metal plate 71 is disposed on the corner adjacent to the corner of the housing 20 in which the piezo element 42 is disposed. Thereby, the length of the lead wire 72 can be shortened as much as possible.

本実施形態では、ピエゾ素子42の駆動に応じてピエゾ素子42自体が変位する。ピエゾ素子42に一端が固着したリード線72も、ピエゾ素子42の駆動に応じて変位する。従って、ピエゾ素子42が変位する範囲に応じた遊びの長さをリード線72に持たせると良い。   In the present embodiment, the piezo element 42 itself is displaced according to the driving of the piezo element 42. The lead wire 72 whose one end is fixed to the piezo element 42 is also displaced in accordance with the driving of the piezo element 42. Therefore, it is preferable that the lead wire 72 has a play length corresponding to the range in which the piezo element 42 is displaced.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

150 カメラモジュール

10 配線基板
11 コネクタ
12 イメージセンサ
13 透明基板
15 補強板
20 筐体
22 隔壁部
22a リブ
24 レール
26a 突起

30 レンズユニット
31 レンズホルダ
32 平板部
32a 支持板
32b 支持板
33 伝達軸
35 レール受け部
42 ピエゾ素子
44 伝達軸
45 軸保持部
45h 本体部
45h1 輪状部
45h2 収納部
45h2a 曲面
45h2b テール部
45h3 突出部
45h4 突出部
45h7 開口部
45h8 開口部
45p 押え板
45p3 左端部
45p4 胴部
45p5 右端部
45r 押え板

50 蓋

71 金属板
72 リード線

80 コントローラ
81 駆動電圧生成回路
82 振動源
85 スイッチング信号生成回路
150 Camera module

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wiring board 11 Connector 12 Image sensor 13 Transparent board 15 Reinforcement board 20 Case 22 Partition part 22a Rib 24 Rail 26a Protrusion

30 Lens unit 31 Lens holder 32 Flat plate portion 32a Support plate 32b Support plate 33 Transmission shaft 35 Rail receiving portion 42 Piezo element 44 Transmission shaft 45 Shaft holding portion 45h Body portion 45h1 Ring portion 45h2 Storage portion 45h2a Curved surface 45h2b Tail portion 45h3 Projection portion 45h4 Projection 45h7 Opening 45h8 Opening 45p Presser plate 45p3 Left end 45p4 Body 45p5 Right end 45r Presser plate

50 lids

71 Metal plate 72 Lead wire

80 controller 81 drive voltage generation circuit 82 vibration source 85 switching signal generation circuit

Claims (13)

複数のレンズを保持したレンズ保持体と、
駆動電圧に応じて伸縮する圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
前記レンズ保持体に対して前記駆動軸が連結した連結部と、
摺動可能な状態で前記駆動軸を保持する軸保持部と、
を備え、
前記連結部は、複数の前記レンズのうち最も位置精度が要求される第1レンズに対応づけて配置されている、レンズ駆動装置。
A lens holder holding a plurality of lenses;
A piezoelectric element that expands and contracts according to the driving voltage;
A drive shaft that receives vibration generated in the piezoelectric element;
A connecting portion in which the drive shaft is connected to the lens holder;
A shaft holding portion for holding the drive shaft in a slidable state;
With
The connecting portion is a lens driving device arranged in association with a first lens that requires the highest positional accuracy among the plurality of lenses.
前記第1レンズは、他のレンズと比較して最も物体側に配置されており、
前記連結部は、前記圧電素子よりも物体側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ駆動装置。
The first lens is disposed closest to the object side compared to other lenses,
The lens driving device according to claim 1, wherein the connecting portion is disposed closer to the object side than the piezoelectric element.
前記連結部は、前記駆動軸を固定支持した複数の支持部を備え、
前記軸保持部は、複数の前記支持部間に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のレンズ駆動装置。
The connecting portion includes a plurality of support portions that fixedly support the drive shaft,
The lens driving device according to claim 1, wherein the shaft holding portion is disposed between the plurality of support portions.
前記軸保持部は、前記駆動軸の付勢に基づいて前記駆動軸を保持していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。   4. The lens driving device according to claim 1, wherein the shaft holding unit holds the drive shaft based on an urging force of the drive shaft. 5. 前記駆動軸及び前記圧電素子は、前記レンズ保持体の移動方向へ前記レンズ保持体よりも突出していないことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。   5. The lens driving device according to claim 1, wherein the driving shaft and the piezoelectric element do not protrude from the lens holding body in a moving direction of the lens holding body. 前記レンズ保持体を外囲すると共に、前記軸保持部が設けられた外囲器を更に備え、
前記軸保持体は、前記外囲器の外周面の一部を構成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
And further comprising an envelope that surrounds the lens holder and is provided with the shaft holder.
The lens driving device according to claim 1, wherein the shaft holder constitutes a part of an outer peripheral surface of the envelope.
前記駆動軸は、比重2.1以下の材料で構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。   The lens driving device according to any one of claims 1 to 6, wherein the driving shaft is made of a material having a specific gravity of 2.1 or less. 前記駆動軸は、弾性率20GPa以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。   The lens driving device according to claim 1, wherein the driving shaft is made of a material having an elastic modulus of 20 GPa or more. デューティー比が10%以下のパルス信号に基づいて、前記駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路を更に備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。   9. The lens driving device according to claim 1, further comprising a driving voltage generation circuit that generates the driving voltage based on a pulse signal having a duty ratio of 10% or less. 前記駆動電圧生成回路は、
前記パルス信号を生成するパルス信号生成回路と、
前記パルス信号生成回路の出力に応じて動作状態が決定付けられる複数のスイッチング素子と、
を備えることを特徴とする請求項9に記載の駆動装置。
The drive voltage generation circuit includes:
A pulse signal generation circuit for generating the pulse signal;
A plurality of switching elements whose operation states are determined according to the output of the pulse signal generation circuit;
The drive device according to claim 9, further comprising:
前記レンズ保持体は、前記駆動電圧の電圧値が相対的に短時間に第1電圧レベルと第2電圧レベル間を変化する第1期間に前記軸保持部に対して変位し、前記駆動電圧の電圧値が相対的に長い時間をかけて前記第1電圧レベルと前記第2電圧レベル間を変化する第2期間に前記軸保持部に対して実質的に変位しないことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の駆動装置。   The lens holder is displaced with respect to the shaft holder in a first period in which the voltage value of the driving voltage changes between the first voltage level and the second voltage level in a relatively short time, and the driving voltage 2. The shaft holding portion is substantially not displaced during a second period in which a voltage value changes between the first voltage level and the second voltage level over a relatively long time. The drive device as described in any one of thru | or 10. 請求項1乃至11のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
複数の前記レンズ夫々を介して入力する像を撮像する撮像手段と、
を備える画像取得装置。
The lens driving device according to any one of claims 1 to 11,
Imaging means for capturing an image input through each of the plurality of lenses;
An image acquisition apparatus comprising:
請求項12に記載の画像取得装置を備える電子機器。   An electronic apparatus comprising the image acquisition device according to claim 12.
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