JP2009128500A - アクチュエータ、撮像装置、撮像機器、およびアクチュエータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組立性や耐落下衝撃性に優れ、カメラモジュールの小型化、薄型化を実現することができるアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータ１０１は、１以上のレンズを一定の光軸６に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するためのホルダ５ｂと、このホルダ５ｂの周囲においてホルダ５ｂを光軸６方向に摺動するための筐体８と、ホルダ５ｂを光軸６方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材７とを備え、この付勢部材７は、筐体８に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクチュエータ、撮像装置、撮像機器およびアクチュエータの製造方法に関するものである。

携帯電話や小型機器などに搭載される撮像装置（以下、「カメラモジュール」ともいう。）は、数百万画素といった高い画素数に対応したり、変倍機構を設けて広角や望遠の撮影が可能な構成にしたり、画質を向上させるためにオートフォーカス機構を設けた構成にしたりするなど高機能化が図られている。その一方で、これらカメラモジュールを備える撮像機器の小型化や薄型化に対応するために、カメラモジュールの小型化や薄型化が求められている。その結果、カメラモジュールを構成する光学系や部材のサイズは小さくせざるを得ず、部材の組立や、光学系の組立調整が困難になってきている。

したがって、光学系や部材の構成を簡便なものとすることや、それらの組立および調整をなるべく少ない手数で出来るような構成とすることが求められている。

カメラモジュールに用いられるオートフォーカス機構とは、光学系を光軸方向に移動させるために設けられた駆動機構であり、たとえば、マグネットとコイルとにより磁気回路を構成し、電磁誘導現象により、マグネット（ムービングマグネット）またはコイル（ムービングコイル）を摺動させる方法、すなわちいわゆるボイスコイル方式がある。他に、圧電素子などを用いて圧電変形させたときに生じる摩擦力により、光学系を駆動する方法もある。

現在、カメラモジュールにおいては、ボイスコイル方式が広く用いられている。ボイスコイル方式について記載した文献の一例として、たとえば特開２００６−８１３８７号公報（特許文献１）がある。

上記特許文献１では、光学系を保持したレンズ組立体の外周部にボイスコイル方式の駆動機構を設け、レンズ組立体の光軸方向の両端に板バネの一端を固定し、この板バネの他端を駆動機構に固定した構成としている。その結果、電磁誘導現象により発生した推力により、両端に固定した板バネが変形してレンズ組立体が光軸方向に移動する構成となっている。
特開２００６−８１３８７号公報

携帯電話や小型機器に搭載されるカメラモジュールは、小型化、薄型化が必要とされている。これに伴って、光学系や部材に求められるサイズがますます小さくなり、部品の組立や、光学系の組立調整が困難となってきている。

従来のカメラモジュールにおいては、レンズ組立体の両端に固定した板バネが変形することによってレンズの光軸方向にレンズ組立体を駆動させる構成としている。部材のサイズが小さくなれば、マグネットやコイルも小さくせざるを得ないが、その場合、電磁誘導現象によって発生する推力も低下することとなる。小さな推力でも動作することができるようにするためには、得られる推力に対応して板バネの形状も変更する必要がある。その際には、板バネのサイズを小さくするだけでなく、板バネの厚みも薄くする必要がある。板バネが小さく薄くなることによって、板バネの取扱い、組立が困難になってくる。特に駆動機構の一部であってマグネットを取り付けてあるヨークにさらに板バネを固定することは、全体的にサイズが小さくなっているため、困難な状態となってくる。

さらに、携帯電話や小型機器に搭載されるカメラモジュールは、使用者によって携帯されることから耐落下衝撃性が要求されるが、板バネのサイズを小さくしたり、厚みを薄くしたりすることは、落下衝撃によって板バネが変形したり破損したりする危険性を増すことになってしまう。

本発明は、以上述べた問題を解決するためのものである。すなわち、本発明は、組立作業がしやすく、耐落下衝撃性に優れ、カメラモジュールの小型化、薄型化を実現することができるアクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づくアクチュエータは、１以上のレンズを一定の光軸に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するためのホルダと、前記ホルダの周囲において前記ホルダを前記光軸方向に摺動するための駆動機構を有する筐体と、前記ホルダを前記光軸方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材とを備え、前記付勢部材は、前記筐体に固定されている。

本発明によれば、部品の取扱いがしやすくなり、組立作業がしやすくなる。また、高精度に組み立てることができるようになる。

（実施の形態１）
（構成）
図１〜図３を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるアクチュエータについて説明する。本発明に基づくアクチュエータを備える撮像装置を図１に示す。この撮像装置２０１は、アクチュエータ１０１と固体撮像部１５１とを備える。アクチュエータ１０１が本実施の形態におけるアクチュエータである。

このアクチュエータ１０１は、１以上のレンズ１，２，３を一定の光軸６に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するためのホルダ５ｂと、ホルダ５ｂの周囲においてホルダ５ｂを光軸６方向に摺動するための駆動機構を有する筐体８と、ホルダ５ｂを光軸６方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材７とを備える。付勢部材７は、筐体８に固定されている。撮像装置２０１のうちアクチュエータ１０１のみを単独で取り出したところを図２に示す。アクチュエータ１０１のうち筐体８のみを取り出したところを図３に示す。図１では筐体８のうち紙面より奥に見えるはずの部分は表示していないが、図３では紙面より奥に見える部分も表示している。図２では紙面より奥に見える部分を破線で簡易的に表示している。

外周面にネジが切られた鏡筒５ａと内周面にネジが切られたホルダ５ｂとを合わせたものを「レンズ組立体」５と呼ぶものとする。鏡筒５ａは内側にレンズ１，２，３を保持している。鏡筒５ａはホルダ５ｂの内側にねじ込まれることによってホルダ５ｂに対して固定されている。鏡筒５ａとホルダ５ｂとの間のネジは、レンズ１，２，３の焦点位置の微調整のためのものである。ホルダ５ｂのような部材は、一般に「バレル」と呼ばれる場合もある。

なお、本実施の形態では、鏡筒５ａとホルダ５ｂとが別部材であってネジによって結合されている構成、すなわちホルダがレンズを間接的に保持している構成としたが、本発明の適用対象はこのような構成に限らず、ホルダが直接レンズを保持する構成であってもよい。

本実施の形態では、好ましいことに、付勢部材７は弾性材料で形成されており、付勢部材７は弾性変形した状態で鏡筒５を押圧している。付勢部材７はたとえば金属製であってよい。付勢部材７は二重円構造の板バネである。付勢部材７は内側部分７ａと外側部分７ｂとを備えており、両者は数ヶ所でブリッジ状の部分によってつながって付勢部材７全体で一体物となっている。付勢部材７は鏡筒５に対して少なくとも３ヶ所で当接していることが好ましい。ここでいう３ヶ所とは、たとえば上から見たときに１２０°間隔となる３ヶ所である。

図１、図２に示すように、レンズ組立体５と筐体８との間には複数の回転体９が介在している。回転体９は、たとえばボールであってもよい。固体撮像部１５１は、固体撮像素子（図示せず）を備える。本実施の形態におけるアクチュエータ１０１は、固体撮像素子を備える固体撮像部１５１と組み合わせられるものであるので、このアクチュエータ１０１の鏡筒５の下端は、固体撮像部１５１の搭載面に当接するようにしておいてもよい。

なお、本実施の形態ではレンズ組立体と筐体との間に回転体が介在する構成としているが、回転体がない構成であってもよい。ただし、もしホルダが筐体に対して偏った配置となった場合は、間隙の大小によって推力が変化し、チルトの原因となるので偏らないように注意が必要である。本実施の形態のように回転体を用いた構成であれば、レンズ組立体のホルダを筐体の内周形状に対して均等にセンタリングした状態で容易に維持できるので、推力を効率良く得ることができるとともに、光軸方向への駆動を高精度に行なうことができる。

図４は、本発明のアクチュエータ１０１を搭載した撮像装置（以下、「カメラモジュール」ともいう。）２０１を簡略化して表示した図である。図４では表示されている撮像装置２０１は図１で示したものと同じであるが、撮像装置２０１の各部分が単純化されて表示されている。図１および図４を参照して、この撮像装置２０１の各部分について詳しく説明する。

〔固体撮像部〕
既に述べたように、固体撮像部１５１は固体撮像素子（図示せず）を備える。固体撮像素子としては、必要とされる画素数にあわせてＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサといったもののいずれかが採用可能である。固体撮像部１５１は、これらの公知技術によって構成される固体撮像素子を基板などに搭載し、固体撮像素子と対向した位置で光線の通過する領域をガラスで封止した構成とすることによって構成されている。本実施の形態では、図１に示すように、固体撮像素子は基板に搭載されており、ガラス封止部１５が固体撮像素子の上面を覆っている。周辺部１１は樹脂などにより封止した構成となっている。ガラス封止部１５には、必要に応じてＩＲカットフィルタなどを形成または配置してもよい。

〔光学系〕
撮像装置（カメラモジュール）は、携帯電話やデジタルスチルカメラなどといった撮像機器に搭載される。撮像装置における光学系および固体撮像部の大きさは、これらの撮像機器の大きさにより制約を受ける。また、固体撮像部に備わっている固体撮像素子に対して、光学系は、光学性能を最も良く発揮できるように、光学設計によってレンズの形状や配置が最適化される。

〔レンズ〕
既に述べたように、アクチュエータの一部であるホルダによって鏡筒が保持されている。この鏡筒に保持されるレンズは、１枚であっても複数枚であってもよい。ホルダが直接レンズを保持する場合も同様である。レンズがいずれの枚数であっても本発明の適用対象となりうる。レンズは、ガラス、プラスチックなどの透明材料によって形成されている。レンズは、削り出しや金型を用いたモールドによって所望のレンズ形状に加工される。通常、レンズは複数枚の組合せとなっている。レンズの形状は複数枚のレンズによる光学系の光学設計によって最適化され、必要な透明性や屈折率に相当するガラス材料や樹脂材料が選定され、球面レンズや非球面レンズとして形成される。各レンズにはさらに必要に応じてコバが形成される。「コバ」とは、レンズを鏡筒に固定するために外周部に設けられる面であり、想定している光学系における光の出入に関与せず、他の部材が当接してもよい外周面である。

カメラモジュールの小型化、薄型化や、高画素化といった要望に対しては、レンズ材料をプラスチックとし、非球面形状をモールドによって形成したプラスチックレンズを用いればよい。プラスチックレンズは、小さな形状や複雑な非球面形状を形成するのに適しており、さらに金型を用いたモールド成形によって生産することができるので、同様のレンズを多数個作製する場合に適している。プラスチックレンズを採用した場合、このようにして、光学性能が同一のカメラモジュールを量産することが容易である。

さらに、近年、カメラモジュールの小型化によって組立調整が困難になってきているが、レンズの有効径外に設けたコバによってレンズ同士を嵌合できる形状とすれば、レンズの調整をしなくてもレンズ同士のコバ嵌合によってレンズの組立調整が容易にできるようになる。

また、光学系を通過する光線の一部や、レンズの有効径外を通過した光に起因する不要光を防止するために、レンズ同士の隙間の空間に遮光部材を設けた構成としてもよい。また、光学系に絞りを設ける場合、いずれかの遮光部材を絞りとしても機能させてもよいし、鏡筒の一部に絞りの機能を付与した構成としてもよい。光学系の光学設計を行なった結果、絞りの位置によって適宜構成していけばよい。

鏡筒の一部に絞りの機能をもたせるように光学系の絞りの位置を最適化すれば、新たに絞りを設ける必要がなく、遮光部材が不要となって部品点数を削減できるので好ましい。さらに絞りとレンズ中心との光軸合わせに関しても調整作業が不要となるので、高精度で組み立てることができるようになり、好ましい。

〔鏡筒〕
１以上のレンズを含む光学系は、鏡筒に取り付けられ、調整されている。レンズは接着剤などにより、鏡筒に固定されている。

鏡筒は、通常、黒色のプラスチックからなっている。鏡筒は、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ポリカーボネート（Polycarbonate）、液晶ポリマーなどの樹脂を材料として、成型や切削などの加工を行なうことによって形成されている。このときに使用する樹脂材料の種類は、鏡筒を搭載するカメラモジュールの用途に応じて選定する必要がある。たとえば、携帯端末などに搭載するカメラモジュールに鏡筒を用いる場合、このカメラモジュールには小型化・薄型化が要求される。これに伴い、鏡筒を構成する壁面の厚みも薄くする必要に迫られる。しかし、落下時の衝撃によって形状が変形したり破損したりしないように高い剛性を有することも求められる。そこで、壁面が薄くても高い剛性を発揮できるような樹脂材料を選択することが望ましい。また、事前に衝撃解析を行なうことによって、変形が大きくなりがちな箇所や破損しやすい箇所を特定し、その箇所において局所的に厚みを増したり、リブを追加したりするなど、変形や破損に強い形状を設計することによって対策することが好ましい。

〔駆動機構〕
カメラモジュールの光学系としてのレンズ組立体を光軸に沿って摺動させるための駆動機構としては、いくつかの方式が採用可能である。たとえば、ステッピングモータを用いてカムやシャフト軸などに沿って光軸方向にレンズ組立体を摺動させる方式（以下、「ステッピングモータ方式」という。）、マグネットとコイルとにより発生する電磁誘導現象によって発生した推力によって光軸方向にレンズ組立体を摺動させる方式（以下、「ＶＣＭ方式」という。）、圧電素子等により発生する摩擦力によって光軸方向にレンズ組立体を摺動させる方式（以下、「摩擦駆動方式」という。）といった方法が採用可能である。

駆動機構の方式は、カメラモジュールのサイズや、光学系を摺動させる範囲によって適宜選択すればよい。たとえば、オートフォーカス機能を有するカメラモジュールとしては、特開２００６-８１３８７号公報に記載されているようにＶＣＭ方式が用いられることが多い。ＶＣＭ方式は、これまでのカメラモジュールであれば、部材が容易に扱えるサイズであったこと、組立が容易であったことから、広く用いられてきた方式である。

〔ＶＣＭ方式〕
次に、ＶＣＭ方式を用いた駆動機構について、より詳細に説明する。ＶＣＭ方式による駆動機構は、マグネットとコイルとを備え、電磁誘導現象によって発生した推力によって光軸方向に鏡筒を摺動させるものである。

鏡筒を保持するレンズ組立体は筐体の内側に配置されており、レンズ組立体と筐体とは分離されている。マグネットおよびコイルのうちのいずれか一方がレンズ組立体において鏡筒の外周を取り囲むように配置されており、他方は筐体に設けられている。筐体の枠体は、たとえば、軽量化が必要な場合であれば、樹脂材料で構成してもよい。たとえば、筐体の内周面にコイルを配置した構成とすれば、外周面にマグネットを有するレンズ組立体が光軸方向に摺動することとなる。この方式は「ムービングマグネット」とも呼ばれる。逆に、筐体の内周面にマグネットを配置した構成とすれば、外周面にコイルを有するレンズ組立体が光軸方向に摺動することとなる。この方式は「ムービングコイル」とも呼ばれる。本発明を適用する上では、ムービングマグネット、ムービングコイルのいずれの方式であってもよい。

カメラモジュールの小型化、薄型化に伴い、内蔵されているマグネットやコイルも小型化する必要に迫られ、小型化を進めた結果、従来に比べて推力が低下している。したがって、鏡筒を含むレンズ組立体はできるだけ軽量である方が好ましい。コイルは巻き数により生じる重量、マグネットは加工サイズにより生じる重量を考慮して、適宜選択して構成すればよい。

レンズ組立体側ではなく筐体側にマグネットやコイルを配置することとした場合、マグネットやコイルは筐体の枠体に固定すればよいが、小型機器にあっては、漏洩磁界が電磁ノイズとして問題になる可能性がある。したがって、枠体の一部を磁性材料（「ヨーク」ともいう。）で形成することとして、駆動機構として配置されるマグネットまたはコイルの外周を取り囲む構成とすることが好ましい。たとえば、レンズ組立体のホルダの外周にコイルを配置し、さらに間隔をあけてその外側の筐体側にマグネットをヨークに固定して配置した構成（以下、「開磁回路」という。）としてもよい。この構成とすれば、漏洩磁界を低減することができるとともに、電磁誘導現象に寄与する磁界の低下を抑制することができるので、推力をより効率良く得ることができる。また、ヨークの断面形状がマグネットまたはコイルをコの字形に囲む構成（以下、「閉磁回路」という。）としてもよく、このようにすることによってさらに効率良く推力を得ることができる。

カメラモジュールに要求されるサイズと、駆動機構に要求される推力とに対応して適宜方式を選定して駆動機構を作製すればよい。

〔摩擦駆動方式〕
次に、摩擦駆動方式を用いた駆動機構について、一例を以下に説明する。摩擦駆動方式の駆動機構は、圧電素子などを用いて構成する。圧電素子とは、電圧を加えることによって変形を引き起こす素子である。光軸方向に変形が生じるように圧電素子などを配置する。光軸に平行な方向にシャフト軸を配置し、シャフト軸の一端は圧電素子に固定される。さらに鏡筒の外周を覆う部材のうち、シャフト軸に対応する位置には、ガイド穴を設けておく。ガイド穴の深さ方向は光軸方向に平行とする。シャフト軸の圧電素子に固定されていない方の端はガイド穴に挿入される。このとき、シャフト軸とガイド穴とは互いに摩擦力が発生するような嵌め合わせとしておく。

圧電素子などが変形することによってシャフト軸が光軸方向に沿って変位する。これによって生じる摩擦力によって、ガイド穴を有するレンズ組立体は光軸方向に沿って摺動する。このとき変位の向きによって速度に差を設けておけば、レンズ組立体を前進させたり後退させたりすることが可能となる。すなわち、たとえば圧電素子を高速で伸ばして低速で縮めることによりレンズ組立体を前進させることができる。その場合、逆に圧電素子を低速で伸ばして高速で縮めることによりレンズ組立体を後退させることができる。

〔ステッピングモータ方式〕
次に、ステッピングモータ方式を用いた駆動機構について、以下に説明する。この方式の駆動機構においては、ステッピングモータに設けたギアとシャフト軸に設けたギアとがかみ合わさっている。ステッピングモータが作動することによってシャフト軸が所望角度だけ回転する。鏡筒の外周面にはネジが切られており、シャフト軸の回転角度に対応して鏡筒が光軸方向に摺動する。このとき、鏡筒を光軸方向に摺動させるためには、ガイド軸を別途設けておく必要がある。このようにしておけば、ガイド軸に沿って摺動させることができる。

本発明をアクチュエータまたは撮像装置に適用するに当たっては、いずれの方式の駆動機構を用いてアクチュエータを構成してもよい。カメラモジュールの小型化、薄型化と、それに伴う部品サイズの小型化とを考慮して最適な駆動機構の方式を選定すればよい。

〔本発明の付勢部材〕
以上のように、カメラモジュールは、固体撮像素子を搭載した固体撮像部と、固体撮像素子の中心軸上に設けられ、固体撮像素子に対して光線を導くために１以上のレンズからなる光学系を固定した鏡筒と、その鏡筒の光学系をレンズの光軸方向に摺動させる駆動機構とを備えている。

アクチュエータでは、鏡筒を光軸方向に安定して摺動させるために、鏡筒と筐体との間に、鏡筒と筐体との相対的位置関係を規定する部材を設けた構成としている。図１に示した例においては、相対的位置関係を規定する部材として回転体９が配置されている。

（作用・効果）
本実施の形態におけるアクチュエータでは、部品の取扱いがしやすくなり、組立作業がしやすくなる。また、耐落下衝撃性に優れ、カメラモジュールの小型化、薄型化を実現することができる。また、高精度に組み立てることができるようになる。これらについて、以下に詳しく説明する。

たとえば、上記特許文献１に記載されているＶＣＭ方式においては、鏡筒の光軸方向の両端に板バネを設け、閉磁回路を構成するヨークに鏡筒の上端の板バネを固定し、下端を枠体に固定することによって、鏡筒を光軸方向に安定して摺動させる構成としている。

これまでに説明したようにカメラモジュールの小型化、薄型化によって部品のサイズも小さくなっている。特に板バネは、サイズが小さくなるだけでなく、厚みも薄くする必要に迫られている。なぜなら、磁気回路を構成するマグネットおよびコイルのサイズが小さくなったことによる推力の低下に対応するためである。小さな推力によっても鏡筒を移動っせることができるようにするために、板バネは小さく薄くする必要がある。このようにして板バネのサイズが小さくなり、厚みも薄くなることにより、板バネを介して鏡筒を固定することは困難な状況になっている。

さらに、カメラモジュールの小型化、薄型化は、カメラモジュールを搭載する携帯電話などの撮像機器の小型化によるものであり、それはつまり携帯できることが求められているためである。携帯された小型の撮像機器は落下衝撃をしばしば受けることとなるので、これらの撮像機器に搭載されたカメラモジュールにおいては、特に板バネの変形などによる破損が問題となってくる。

そこで、図４に示すように、付勢部材７としての板バネを用いて、この付勢部材７の一端は外側の筐体８に固定し、付勢部材７の他端をレンズ組立体５に当接させる構成とした。この構成を採用することによって、付勢部材７の端がレンズ組立体５を押さえることとなり、レンズ組立体５が自由に摺動することを規制することができるので、落下衝撃の影響を抑制することができる。また、付勢部材７とレンズ組立体５との当接の位置精度を向上させることにより、簡便にレンズ組立体５の位置精度、すなわち鏡筒５ａの位置精度を確保することができると共に、光軸方向への摺動におけるチルトも抑制することができる。

さらに、図４に示した構成では、付勢部材７によりレンズ組立体５を一方向に押圧することによって、レンズ組立体５の初期状態を決定することができるため、レンズ組立体５に保持された鏡筒５ａに設けられた１枚または複数枚のレンズと固体撮像素子との間の光軸方向の間隔を所望の値に保つことができ、安定した光学性能を得ることができる。

（実施の形態２）
（構成）
図５を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるアクチュエータについて説明する。本実施の形態におけるアクチュエータ１０２は、筐体８に対して固定されている固定部材１０を備え、付勢部材７は固定部材１０に固定されている。

本実施の形態におけるアクチュエータ１０２では、付勢部材７はホルダ５ｂの光軸方向に沿った一方の端部すなわち上端部５ｕを押圧している。筐体８は、ホルダ５ｂの光軸６に沿った他方の端部すなわち下端部５ｖに当接して、ホルダ５ｂが付勢部材７による押圧で移動してしまわないように止めている当接部１４を備えている。

当接部１４は、筐体８の一部をなす樹脂部分と一体となるように形成しても別部品として形成してもよい。図１に示した例では当接部１４を金属部材で形成している。当接部は、樹脂で形成しても金属で形成してもよい。

（作用・効果）
本実施の形態におけるアクチュエータ１０２のように付勢部材が固定部材に固定されていると付勢部材の取扱いが容易となるので、好ましい。特に、本実施の形態では、筐体８が当接部１４を備えているので、アクチュエータの組立作業がしやすくなり、好ましい。カメラモジュールを組立する上で、先にホルダと筐体とを組み合わせ、その後で、固体撮像部を取り付ける場合においては、本実施の形態に示すように、筐体にホルダを受け止める当接部を設けておけば、先にホルダと筐体とを組み立てて安定させることができるからである。

このように筐体の下端近傍にホルダを受け止めるための当接部を設ける構成においては、固体撮像素子の表面とホルダとの間の間隔については、当接部の厚みを考慮して設計しておけばよい。必要に応じて当接部の厚みを変えることとすれば、固体撮像素子の表面とホルダとの間の間隔を所望の値にすることができるので、レンズがホルダに対して正確に取り付けられてさえいれば、組立後に前記間隔を調整することなく、カメラモジュールを組み立てることができる。

なお一般に、カメラモジュールの小型化、薄型化によって、カメラモジュールを構成する部材のサイズも小さくなり、その取扱いはますます困難となる。特に、駆動機構の種類を問わず、小型化、薄型化によって駆動機構を構成する部品も小さくなるので、駆動機構がレンズ組立体を変位させる推力や摩擦力は低下する。したがって、駆動機構が発する小さな力でも動かせるようにするには、付勢部材は柔軟なものとしておくことが望まれる。そこで、付勢部材を構成する弾性部材はサイズを小さくするのみならず、その厚みを薄くしたり弾性領域を狭くしたりするなどの対策が取られている。その結果、付勢部材の取扱いは、ますます困難となってきている。

本実施の形態におけるアクチュエータ１０２においては、固定部材１０は、付勢部材７の一部を取り込むようにインサート成形されている。付勢部材７の固定部材１０に対する固定方法は他の方法であってもよいが、このようにインサート成形されていると付勢部材の取扱いが容易となるので、好ましい。この構成とすれば、取扱いが容易になるだけでなく、組立も容易となる。さらにはインサート成形によって固定部材との位置精度も確保することができることから、鏡筒の安定性も得ることができる。

なお、図１に示した例では、当接部１４は回転体９が飛び出すのを防止する役割も兼ねた構成となっている。

なお、当接部は、固体撮像措置に対するレンズの位置関係を調整するための部材として活用できる構成となっていてもよい。この構成を採用すれば、これまでレンズを保持する鏡筒の焦点位置調整のために鏡筒とホルダとの間に設けることが必要であったネジを不要とすることができる。したがって、カメラモジュールのさらなる小型化を図ることができるようになる。

（実施の形態３）
（製造方法）
図６〜図８を参照して、本発明に基づく実施の形態３におけるアクチュエータの製造方法について説明する。

図６は、使用する部品の分解図である。ここでは、筐体８と、複数枚のレンズ（図示せず）を保持した鏡筒を保持するためのホルダ５ｂと、ホルダ５ｂを押圧するための付勢部材７と、付勢部材を固定するための固定部材１６とが表示されている。筐体８は下端に当接部１４を備えている。筐体８は円筒形状であって、内側の空間はホルダ収納領域１７となっている。

本実施の形態におけるアクチュエータの製造方法は、１以上のレンズを一定の光軸に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するためのホルダ５ｂを、ホルダ５ｂを前記光軸方向に摺動するための筐体８の内側に設けられたホルダ収納領域１７に配置する工程と、ホルダ５ｂを前記光軸方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材７を固定部材１６によって筐体８に固定する工程とを含む。すなわち、図６に示したようにばらばらの状態から、図７に示すように、筐体８の内側のホルダ収納領域１７にホルダ５ｂを搭載する。実際には空のホルダ５ｂではなく、内部にレンズを保持した鏡筒５ａが固定された状態のホルダ５ｂ、すなわちレンズ組立体を搭載するのが現実的である。このとき、ホルダ５ｂに直接的または間接的に保持されている１枚または複数枚のレンズによる光軸６と筐体８の中心線とが一致するように、ホルダ５ｂと筐体８との間に、等間隔の隙間を強制的に形成させるための部材を配置してもよい。たとえば、ホルダ５ｂと筐体８との間の隙間に、直径が均一な複数の球状体を配置すれば、等間隔の隙間を構成することが可能である。球状体に限らない何らかの回転体を配置することとしてもよい。図１に示したような回転体９をレンズ組立体５の周りの隙間に配置することで、さらに耐落下衝撃性を向上させたアクチュエータとすることも可能である。

さらに図８に示すように、ホルダ５ｂを押圧する付勢部材７を、ホルダ５ｂから筐体８にまたがって覆い被さるように載せ、この付勢部材７の外側の端、すなわち筐体８に載っている端部を固定部材１６によって固定する。この固定部材１６を筐体８に対して固定するには、接着剤などを用いればよい。付勢部材７は、筐体８の外周部や、筐体８に適宜設けた位置決め用の構造によって、位置精度を確保すればよい。あるいは、固定部材１６の側に位置決め用の構造を設けて位置精度を確保することとしてもよい。いずれにしても、ホルダ５ｂの端部に付勢部材７が当接することとなり、この付勢部材７がホルダ５ｂを押圧支持することによって、筐体８の中心軸と、ホルダ５ｂに保持される１枚または複数枚のレンズによる光軸６とを一致させることができる。こうして、図８に示すようにアクチュエータ１０３が得られる。

（作用・効果）
以上述べたような本実施の形態におけるアクチュエータの製造方法は、駆動機構の方式の種類を問わず適用することができ、同様の工程によって図８に示す構造にまで組み立てることができる。したがって、簡便な構成でかつ簡便な組立方法によって鏡筒の位置精度を確保することができる。

（実施の形態４）
（構成）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態４におけるアクチュエータについて説明する。本実施の形態におけるアクチュエータ１０４においては、付勢部材７は、前記光軸方向に対して傾斜した面である付勢部材傾斜面７ｃを有し、付勢部材傾斜面７ｃはホルダ５ｂの端部に当接している。

（作用・効果）
本実施の形態では、ホルダ５ｂの端部の角と付勢部材とを接触させることができるので、ホルダ５ｂが光軸６方向に不所望に変位することを防ぎ、ホルダ５ｂの位置を安定させることが可能である。これにより、耐落下衝撃性も向上させることができる。

（変形例）
さらに、本実施の形態の変形例を図１０に示す。この変形例で用いるホルダ５ｂを単独で取り出したところを図１１に示す。この例では、傾斜させた付勢部材傾斜面７ｃと面接触するように、ホルダ５ｂの側にもホルダ端部傾斜面５ｃが設けられている。この変形例のアクチュエータ１０５においては、ホルダ５ｂは端部に、光軸方向に対して傾斜した面であるホルダ端部傾斜面５ｃを有し、図１０に示すように、付勢部材傾斜面７ｃはホルダ端部傾斜面５ｃに当接している。このような構成にすれば、図９に示したアクチュエータ１０４と同様の効果を得ることができるだけでなく、さらに、光軸６と垂直な平面に沿った方向に関するホルダ５ｂの位置精度を確保することが可能となる。これにより、耐落下衝撃性も向上させることができる。

なお、ホルダ端部傾斜面５ｃは、ホルダ５ｂを構成する材料の削り出しによって形成してもよい。ホルダ５ｂが成形加工によって作製されるものであれば、ホルダ５ｂの金型にホルダ端部傾斜面５ｃに対応した形状部分を設けておけばよい。

一方、付勢部材７に設けられる付勢部材傾斜面７ｃも、弾性部材を変形させることによって簡便に作製することができる。このように、本実施の形態およびその変形例では、複雑な構造を必要とせず、組立が容易なアクチュエータとすることができる。

本実施の形態の変形例では、ホルダの端部に傾斜面を設けた構成としたが、傾斜面でなく溝を設けてもよい。その場合、たとえば図１２に示すようにホルダ５ｂの外形と同心円状の溝１８をホルダ５ｂの上面に形成した構成とし、付勢部材７の内側端部が溝１８と当接するような構成とする。付勢部材７の内側端部には折れ曲がり部７ｄを設けておき、折れ曲がり部７ｄが溝１８に入り込むようにする。この構成であっても本実施の形態で最初に説明した例と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態５）
（構成）
図１３、図１４を参照して、本発明に基づく実施の形態５におけるアクチュエータについて説明する。本実施の形態におけるアクチュエータ１０６においては、付勢部材７は、ホルダ５ｂの端部に部分的に取り込まれるようにインサート成形されている。図１３に示した例では付勢部材７の一方の端がインサート成形されているホルダ５ｂの端部は、上端部５ｕである。付勢部材７のもう一方の端、すなわち外側の端は、固定部材１６によって筐体８の上部に対して固定されている。

（作用・効果）
本実施の形態では、付勢部材７がホルダ５ｂと一体的になるようにインサート成形されているので、組立時に付勢部材７の取扱いが容易となり、好ましい。この構成を採用すれば、取扱いが容易であるので、組立作業も容易となる。これにより、耐落下衝撃性も向上させることができる。

上記各実施の形態では、駆動機構の構成について詳しく述べていなかったが、各実施の形態のアクチュエータにおいては、駆動機構は以下に例示する各方式であってよい。

第１の例としては、駆動機構はＶＣＭ方式であってもよい。すなわち、駆動機構は、磁石とコイルとによる電磁誘導現象によって鏡筒５を光軸方向に摺動させるためのものであってよい。たとえば図１４に示す撮像装置２０２に備わっているアクチュエータ１０７のような構成である。このアクチュエータ１０７においては、駆動機構はヨーク３１と、コイル３２と、マグネット３３とを備える。ヨーク３１は筐体８の一部である。図１４では、コイル３２がホルダ５ｂの外周面に配置され、マグネット３３がヨーク３１の内周面に配置された例を示したが、逆にマグネットがホルダ５ｂの外周面に配置され、コイルがヨーク３１の内周面に配置された構成であってもよい。このような第１の例の構成であれば、コイルおよびマグネットをホルダの外周部に均等に配置した構成とすることができる。このように均等に配置されたコイルとマグネットとの相互作用によって均等に推力が発生するので、安定したアクチュエータとすることができるので好ましい。その場合、付勢部材による押圧も均等にすればよいので設計しやすく、好都合である。

第２の例としては、駆動機構は摩擦駆動方式であってもよい。すなわち、駆動機構は、ホルダ５ｂの周囲で圧電素子を変位させることによって摩擦力でホルダ５ｂを光軸方向に摺動させるためのものであってよい。このような第２の例の構成であれば、少なくとも１つの圧電素子による駆動機構をホルダ５ｂの周囲に配置すればよいので、駆動機構を構築するために利用できるスペースが少ししかない場合であっても実現しやすい。その結果、カメラモジュールをより小型化する上で好ましい。

（撮像装置）
以上、各実施の形態においては、本発明に基づくアクチュエータの構成について説明してきた。これらのアクチュエータは固体撮像部１５１と組み合わせることにより、カメラモジュールすなわち撮像装置となる。したがって、本発明に基づく撮像装置は、上述のいずれかのアクチュエータと、固体撮像素子を搭載した固体撮像部１５１とを備える。たとえば図１に示した撮像装置２０１である。このような撮像装置であれば、アクチュエータ部分の組立作業がしやすい。また、耐落下衝撃性に優れ、信頼性の高い撮像装置とすることができる。

（撮像機器）
本発明に基づく撮像機器は、上述の撮像装置を備える。「撮像機器」とは、たとえば携帯電話やデジタルスチルカメラなどである。その一例を図１５に概念的に示す。この図に示すように、撮像機器としての携帯電話３０１は、撮像装置２０１を搭載している。このような撮像機器においても、同様の効果を得ることができる。特に、小型化されて携帯しやすさが重視される分野の撮像機器においては、耐落下衝撃性が求められるので、本発明に基づく撮像装置を搭載すれば好都合である。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置が備えるアクチュエータの断面図である。 本発明に基づく実施の形態１におけるアクチュエータが備える筐体の断面図である。 本発明に基づく実施の形態１における撮像装置の概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態２におけるアクチュエータの概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態３におけるアクチュエータの製造方法の第１の説明図である。 本発明に基づく実施の形態３におけるアクチュエータの製造方法の第２の説明図である。 本発明に基づく実施の形態３におけるアクチュエータの製造方法の第３の説明図である。 本発明に基づく実施の形態４におけるアクチュエータの概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態４におけるアクチュエータの変形例の概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態４におけるアクチュエータの変形例に備わる鏡筒の概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態４におけるアクチュエータのさらなる変形例の部分概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態５におけるアクチュエータの概略断面図である。 本発明に基づく実施の形態５におけるアクチュエータがＶＣＭ方式である場合の断面図である。 本発明に基づく撮像機器の概念図である。

符号の説明

１，２，３ レンズ、５ レンズ組立体、５ａ 鏡筒、５ｂ ホルダ、５ｃ ホルダ端部傾斜面、５ｕ （ホルダの）上端部、５ｖ （ホルダの）下端部、６ 光軸、７ 付勢部材、７ａ 内側部分、７ｂ 外側部分、７ｃ 付勢部材傾斜面、７ｄ 折れ曲がり部、８ 筐体、９ 回転体、１０，１６ 固定部材、１１ 周辺部、１４ 当接部、１５ ガラス封止部、１７ ホルダ収納領域、１８ 溝、３１ ヨーク、３２ コイル、３３ マグネット、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６ アクチュエータ、１５１ 固体撮像部、２０１ 撮像装置、３０１ 携帯電話。

Claims (13)

1. １以上のレンズを一定の光軸に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するためのホルダと、
   前記ホルダの周囲において前記ホルダを前記光軸方向に摺動するための駆動機構を有する筐体と、
   前記ホルダを前記光軸方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材とを備え、
   前記付勢部材は、前記筐体に固定されている、アクチュエータ。
2. 前記付勢部材は弾性材料で形成されており、前記付勢部材は弾性変形した状態で前記ホルダを押圧している、請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記付勢部材は前記ホルダに対して少なくとも３ヶ所で当接している、請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記筐体に対して固定されている固定部材を備え、前記付勢部材は前記固定部材に固定されている、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
5. 前記固定部材は、前記付勢部材の一部を取り込むようにインサート成形されている、請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記付勢部材は、前記光軸方向に対して傾斜した面である付勢部材傾斜面を有し、前記付勢部材傾斜面は前記ホルダの端部に当接している、請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記ホルダは端部に、前記光軸方向に対して傾斜した面であるホルダ端部傾斜面を有し、前記付勢部材傾斜面は前記ホルダ端部傾斜面に当接している、請求項６に記載のアクチュエータ。
8. 前記付勢部材は、前記ホルダの端部に部分的に取り込まれるようにインサート成形されている、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。
9. 前記付勢部材は前記ホルダの前記光軸方向に沿った一方の端部を押圧しており、
   前記筐体は、前記ホルダの前記光軸に沿った他方の端部に当接して、前記ホルダが前記付勢部材による押圧で移動してしまわないように止めている当接部を備えている、請求項１から８のいずれかに記載のアクチュエータ。
10. 前記駆動機構は、磁石とコイルとによる電磁誘導現象によって前記ホルダを前記光軸方向に摺動させるためのものである、請求項１から９のいずれかに記載のアクチュエータ。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載のアクチュエータと、
    前記アクチュエータの前記ホルダに保持された１以上のレンズと、
    固体撮像素子を搭載した固体撮像部とを備える、撮像装置。
12. 請求項１１に記載の撮像装置を備える、撮像機器。
13. １以上のレンズを一定の光軸に従って配置した状態で直接的または間接的に保持するホルダを、前記ホルダを前記光軸方向に摺動するための筐体の内側に設けられたホルダ収納領域に配置する工程と、
    前記ホルダを前記光軸方向に平行な一方の向きに押圧するための付勢部材を固定部材によって前記筐体に固定する工程とを含む、アクチュエータの製造方法。

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