JP5512783B2 - カメラモジュール - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器に搭載されるカメラモジュールに関し、特に、手ぶれ補正機能を備えたカメラモジュールに関する。

近年の携帯電話においては、携帯電話内にカメラモジュールを組み込んだ機種が大半を占めるようになってきている。これらのカメラモジュールは、携帯電話内に収納しなければならないため、デジタルカメラと比べて小型および軽量化に対する要求が大きい。

また、レンズ駆動装置によってオートフォーカス（ＡＦ）機能を発揮するタイプのカメラモジュールが携帯電話等の電子機器に搭載される例も増加してきている。レンズ駆動装置には、ステッピングモータを利用するタイプ、圧電素子を利用するタイプ、ＶＣＭ（Voice Coil Motor：ボイスコイルモータ）を利用するタイプ等の様々なタイプが存在しており、すでに市場に流通している。

一方、このようにオートフォーカス機能を有するカメラモジュールが当たり前になってきた状況においては、次の特徴ある機能として手ぶれ補正機能が注目されてきている。手ぶれ補正機能は、デジタルカメラおよびムービーにおいて世間で広く採用されている一方、携帯電話においては、サイズ面の問題などがあるため、まだ採用例は少ない。しかし、小型化が可能な手ぶれ補正機構の新規な構造も提案されつつあり、今後は手ぶれ補正機能を搭載した携帯電話用カメラモジュールが増加していくと予想されている。

手ぶれ補正機構として、特許文献１には、「バレルシフト方式」の手ぶれ補正装置が記載されている。特許文献１に記載の手ぶれ補正装置は、レンズバレルを光軸に沿って移動させるために、フォーカスコイルと、該フォーカスコイルと対向して前記光軸に対して該フォーカスコイルの半径方向外側に配置された永久磁石とを備えるオートフォーカス用レンズ駆動装置全体又はその可動部を、前記光軸に直交し、かつ互いに直交する第１の方向及び第２の方向に移動させることにより、手ぶれを補正するようにした手ぶれ補正装置であって、前記オートフォーカス用レンズ駆動装置の底面部で離間して配置されたベースと、該ベースの外周部で一端が固定された複数本のサスペンションワイヤであって、前記光軸に沿って延在し、前記オートフォーカス用レンズ駆動装置全体又はその可動部を、前記第１の方向及び前記第２の方向に揺動可能に支持する、前記複数本のサスペンションワイヤと、前記永久磁石と対向して配置された手ぶれ補正用コイルと、を有する。

また、特許文献１に記載のようなサスペンションワイヤを使用する手ぶれ補正装置の耐衝撃性を向上させるための技術が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載のレンズ駆動装置は、レンズを保持し前記レンズの光軸方向へ移動可能な第１保持体と、前記光軸方向へ前記第１保持体が移動可能となるように前記第１保持体を保持する第２保持体と、前記光軸方向に略直交する方向へ前記第２保持体が移動可能となるように前記第２保持体を保持する固定体と、前記光軸方向へ前記第１保持体を駆動するための第１駆動機構と、前記光軸方向に略直交する所定の第１方向へ前記第２保持体を駆動するための第２駆動機構と、前記光軸方向と前記第１方向とに略直交する第２方向へ前記第２保持体を駆動するための第３駆動機構と、前記第２保持体と前記固定体とを繋ぐための複数本のワイヤと、前記ワイヤの座屈を防止するための座屈防止部材を備え、前記ワイヤは、直線状に形成され、前記第２保持体は、複数本の前記ワイヤによって前記光軸方向に略直交する方向へ移動可能に前記固定体に支持され、前記座屈防止部材は、弾性材料で形成され前記ワイヤの座屈荷重よりも小さな力で前記光軸方向に弾性変形するようになっている。

特開２０１１−６５１４０号公報（２０１１年３月３１日公開） 特開２０１１−１１３００９号公報（２０１１年６月９日公開）

特許文献１の技術では、落下耐性について考慮されておらず、落下等による大きな衝撃が加わった場合には、サスペンションワイヤに引っ張りによる永久ひずみまたは圧縮による座屈が生じる恐れがある。これは、細長い金属製のサスペンションワイヤは、その長手に垂直な方向には撓みやすい一方、長手方向における伸び縮みの許容変形量は非常に小さいからである。

また、特許文献２の技術では、落下耐性については考慮されているものの、サーボ系の発振リスクが存在する。手振れ補正のための駆動力が、サスペンションワイヤーによって支持される構造体（例えば、特許文献２における第２保持体）に作用した場合、当該構造体の重心位置と力の作用位置とがずれていると、当該構造体に回転モーメントが発生する。この回転モーメントに起因して、サスペンションワイヤーおよびサスペンションワイヤーに接続する弾性体（例えば、特許文献２における座屈防止部材）に共振が生じる。共振周波数は、可動部の重さおよびバネ定数等で決まり、サスペンションワイヤーに座屈を防止するための弾性体が接続されている場合、上記構造体の回転運動に伴う共振周波数が低下し、その共振ピークの大きさによってはサーボ系が発振するリスクが増大する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、弾性体に接続されたサスペンションワイヤーを備えている手ぶれ補正機構を有するカメラモジュールにおいて、落下耐性を確保しつつ、サーボ系の発振リスクを軽減するための技術を提供することを主たる目的とする。

本発明に係るカメラモジュールは、上記課題を解決するために、手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールであって、撮像レンズを備えている可動部と、該可動部を囲う固定部と、該可動部を、該撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動する駆動手段と、該光軸に対して平行または斜めに延在し、該可動部が該光軸に垂直な方向に駆動されるように該可動部を支持するサスペンションワイヤーと、該サスペンションワイヤーの少なくとも一端に接続され、該サスペンションワイヤーに加わる応力を抑制する弾性体と、該弾性体に装着され、該弾性体の振動を減衰させるダンパー材とを備え、該可動部は、該撮像レンズを支持する板バネ部材を備えており、該弾性体は、該板バネ部材が該固定部側に延出した延出部分からなり、該可動部は、該板バネ部材を保持する保持部材を更に備えており、該ダンパー材は、該延出部分の該サスペンションワイヤーが固定されている固定部分と、該保持部材とを橋渡しするように設けられていることを特徴としている。

上記の構成では、上述したように、手ぶれ補正のため、駆動手段が可動部をサーボ駆動したときに、可動部に回転モーメント等が発生し、サスペンションワイヤーに接続された弾性体が共振する場合がある。このとき、弾性体の共振が、手ぶれ補正のためのサーボ駆動に悪影響を及ぼす可能性があるが、上記の構成によれば、弾性体にダンパー材が装着されているため、弾性体の共振を減衰させることができる。よって、上記の構成によれば、落下耐性を確保しつつ、サーボ系の発振リスクを軽減することができる。また、上記の構成によれば、サスペンションワイヤーが、可動部が備える板バネ部材の延出部分に固定され、当該延出部分がスペンションワイヤーの座屈および永久ひずみを抑制する弾性体として機能する。すなわち、上記の構成によれば、弾性体に接続されたサスペンションワイヤーを備えている手ぶれ補正機構を有するカメラモジュールを好適に構成することができる。また、上記の構成によれば、弾性体の振動時において、光軸方向の変位量が大きい固定部分と、光軸方向の変位量がほとんど無い保持部材とがダンパー材によって橋渡しされているため、両者の相対変位の速度を抑制して、弾性体の振動を好適に抑制することができる（ダンピング効果を得ることができる）。

本発明に係るカメラモジュールは、上記可動部が、上記撮像レンズを支持する板バネ部材を備えており、上記弾性体が、該板バネ部材が上記固定部側に延出した延出部分からなるものであってもよい。

上記カメラモジュールでは、上記ダンパー材は、上記延出部分の少なくとも一部を覆うように配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、延出部分を覆うようにダンパー材を配置することにより、ダンパー材の効果を好適に発揮させることができる。

上記カメラモジュールでは、上記固定部分と、上記弾性体の振動時における光軸方向の変位量が当該固定部分に比べて小さい部位と、を橋渡しするように設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、弾性体の振動時において、光軸方向の変位量が大きい固定部分と、光軸方向の変位量が小さい部位とがダンパー材によって橋渡しされているため、両者の相対変位の速度を抑制して、弾性体の振動を好適に抑制することができる（ダンピング効果を得ることができる）。

本発明に係るカメラモジュールは、上記固定部が、可撓性を有する可撓性部分を備えた基板を備えており、上記弾性体が、該可撓性部分からなるものであってもよい。

上記の構成によれば、サスペンションワイヤーが、固定部が備える基板の可撓性部分に固定され、当該可撓性部分がスペンションワイヤーの座屈および永久ひずみを抑制する弾性体として機能する。すなわち、上記の構成によれば、弾性体に接続されたサスペンションワイヤーを備えている手ぶれ補正機構を有するカメラモジュールを好適に構成することができる。

本発明に係るカメラモジュールでは、上記ダンパー材が、紫外線硬化型ゲルであることが好ましい。

上記の構成によれば、ダンパー材を所定の位置に塗布することにより容易に配置することができる上、ダンパー材を配置することによる弾性のバネ定数の上昇を抑制することができるため、好適にサーボ系の発振リスクを軽減することができる。

本発明に係るカメラモジュールでは、上記サスペンションワイヤーは、上記可動部に接続する第１接続部と、上記固定部に接続する第２接続部と、第１接続部および第２接続部に挟まれた可撓部とを備えており、上記ダンパー材が、上記弾性体における該可撓部に面する側に設けられ、該可撓部の該弾性体側の端部の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。

上記の構成によれば、可撓部の弾性体側の端部の少なくとも一部をダンバー材が覆っているため、弾性体の振動を抑制するとともに、当該端部近傍におけるサスペンションワイヤーの振動を抑制することができる。よって、サスペンションワイヤーに加わる応力を緩和し、サスペンションワイヤーの破断を抑制することができる。

本発明に係るカメラモジュールは、手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールであって、撮像レンズを備えている可動部と、該可動部を、該撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動する駆動手段と、該光軸に対して平行または斜めに延在し、該可動部が該光軸に垂直な方向に駆動されるように該可動部を支持するサスペンションワイヤーと、該サスペンションワイヤーの少なくとも一端に接続され、該サスペンションワイヤーに加わる応力を抑制する弾性体と、該弾性体に装着され、該弾性体の振動を減衰させるダンパー材とを備えているため、落下耐性を確保しつつ、手ぶれ補正のためのサーボ系の発振リスクを好適に軽減することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの概略構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態における弾性体およびダンパー材の構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態における弾性体およびダンパー材の構成の他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態における弾性体およびダンパー材の構成のさらに他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るカメラモジュールにおける手ぶれ補正のためのサーボ駆動を説明するための図である。 サスペンションワイヤーと弾性体とが接続されている様子を示す図である。 手振れ補正のためのサーボ駆動における手振れ補正方向の運動の周波数特性を示すボード線図である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの概略構成を模式的に示す断面図である。 本発明の他の実施形態における弾性体およびダンパー材の構成の一例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態におけるダンパー材の配置のバリエーションを示す図である。 本発明の一実施形態における弾性体およびダンパー材の構成のさらに他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態における弾性体およびダンパー材の構成のさらに他の例を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態におけるダンパー材の配置のバリエーションを示す図である。 本発明の一実施形態におけるダンパー材の配置のバリエーションを示す図である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係るカメラモジュール５０の概略構成を模式的に示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係るカメラモジュール５０の概略構成を模式的に示す図１のＡ−Ａにおける矢視断面図である。図３は、第１実施形態に係るカメラモジュール５０の概略構成を模式的に示す図３のＢ−Ｂにおける矢視断面図である。

（カメラモジュール）
図１〜図３に示すように、カメラモジュール５０は、撮像レンズ１、撮像レンズ１を収納するレンズバレル２、および、接着剤３を用いてレンズバレル２を内部に固定しているレンズホルダー４を有する。

カメラモジュール５０は、また、撮像レンズ１を光軸方向および光軸に垂直な２軸方向に駆動するためのレンズ駆動装置５と、撮像レンズ１を経由した光の光電変換を行う撮像素子６、撮像素子６が載置された基板７、撮像素子６を覆うセンサカバー８、および、ガラス基板９を備えた撮像部１０とを備えている。レンズ駆動装置５および撮像部１０は光軸方向に積層されている。レンズ駆動装置５は、カバー１７によって覆われている。

なお、以下では、便宜上、撮像レンズ１側を上方、撮像素子６側を下方として説明するが、これは使用時における上下方向を規定するものではなく、例えば、上下が逆であってもよい。

（レンズ駆動装置）
レンズ駆動装置５は、ＡＦバネ１２ａおよび１２ｂ、中間保持部材１３、ＡＦコイル１４、永久磁石１５、サスペンションワイヤー１６、ＯＩＳコイル１８、ならびに、ベース１９を備えている。

レンズホルダー４は、上下２枚のＡＦバネ（板バネ部材）１２ａ、１２ｂにより中間保持部材１３に対して光軸方向に駆動されるように支持されている。レンズホルダー４の外周部には、ＡＦコイル１４が固定されている。中間保持部材（保持部材）１３には、ＡＦ駆動用の永久磁石と手振れ補正用の永久磁石とを共通化した兼用の永久磁石１５が固定されているが、二つの永久磁石を別々に取り付けてもよい。また、レンズホルダー４は、光軸方向の可動範囲における無限遠側のメカ端（可動範囲の撮像素子６側の基準位置）において、その突起部４ａが中間保持部材１３に当接している。そして、ＡＦコイル１４を制御することにより、レンズホルダー４（および撮像レンズ１）を光軸方向に駆動することができる。これにより、オートフォーカス機能を実現することができる。

また、中間保持部材１３は、ベース１９に対して４本のサスペンションワイヤー１６により、光軸方向と垂直な２軸方向に駆動されるように支持されている。サスペンションワイヤー１６は、例えば、細長い金属ワイヤーであり、光軸に対して平行に延在している。なお、サスペンションワイヤー１６の長手方向と光軸方向とは一致していなくともよく、例えば、４本のサスペンションワイヤー１６をわずかに傾け、ハの字形に配置してもよい。すなわち、サスペンションワイヤー１６は、光軸に対して斜めに延在していてもよい。また、カバー１７の内側には、ＯＩＳコイル１８が固定されている。そして、ＯＩＳコイル１８を制御することにより、中間保持部材１３、永久磁石１５、ＡＦバネ１２ａおよび１２ｂ、レンズホルダー４、ＡＦコイル１４、レンズバレル２、ならびに、撮像レンズ１等を、光軸と垂直な方向に一体的に駆動することができる。これにより、手ぶれ補正機能を実現することができる。

なお、本明細書において、撮像レンズ１の光軸に垂直な方向に駆動される部分をＯＩＳ可動部（可動部）と称し、それ以外の部分をＯＩＳ固定部（固定部）と称する。すなわち、ＯＩＳ可動部には、撮像レンズ１、レンズバレル２、レンズホルダー４、ＡＦバネ１２ａおよび１２ｂ、中間保持部材１３、ＡＦコイル１４、ならびに永久磁石１５が含まれており、ＯＩＳ固定部には、カバー１７、ＯＩＳコイル１８、および、ベース１９が含まれている。

（撮像レンズ等の配置）
本実施形態では、レンズバレル２が組み込まれた状態で、レンズバレル２の一部が、ベース１９の開口８ｂ内にまで入り込んでいる。一般に、撮像レンズ１のフランジバック（レンズバレル２の下端面から撮像素子６面までの距離）を十分に大きく取ることが困難なため、このような構成になる場合が多い。レンズ駆動装置５は、センサカバー８上に搭載される。

センサカバー８は、突起８ａの先端に形成された基準面が撮像素子６に当接しており、撮像素子６全体をカバーするように載置される。センサカバー８の撮像レンズ１側には開口８ｂが設けられ、赤外線カット機能を備えたガラス基板９により開口８ｂは塞がれている。撮像素子６は基板７上に搭載され、公差によって生じるセンサカバー８と基板７との間の隙間は、接着剤２０により充填された状態で、センサカバー８と基板７とが接着固定される。

レンズバレル２およびレンズホルダー４は、レンズホルダー４が無限遠側のメカ端に位置する状態でレンズバレル２が所定の位置に位置するように、接着剤によって固定される。また、レンズバレル２とセンサカバー８との間には、例えば、１０μｍ程度の隙間が形成される。このように、１０μｍ程度の隙間を形成した状態でレンズバレル２を位置決めするためには、治具を用いてレンズバレルの位置を保持した状態で接着すればよい。

次に、レンズバレル２のレンズホルダー４への取付位置について説明する。撮像レンズ１の位置は、無限遠側メカ端位置において合焦するように、撮像素子６面との距離が設定されるのが望ましい。しかしながら、レンズバレル２に対する撮像レンズ１の取付位置公差、センサカバー８の厚さ公差などの公差、および、部材ごとのばらつきが存在するため、フォーカス調整を行わずに、メカ当たりで位置決めしようとした場合には誤差が残存するおそれがある。

そこで、そのような誤差が残存した状態でも、レンズ駆動装置５のストローク範囲内で合焦位置を見つけるため、合焦位置の設計センター値よりも若干、撮像素子６側に寄った位置に撮像レンズ１を取り付けることが好ましい。このずらし量をオーバーインフと呼ぶ。但し、オーバーインフを大きく設定すれば、レンズ駆動装置５のストロークがその分だけ大きくなるため、オーバーインフは必要最小限に留める必要がある。上記の様々な公差を累計すると、例えば、２５μｍ程度のオーバーインフ量が適当となるが、この値は部品の製造公差や組立公差に影響されるため、実態に合った最小限の値に設定することが望ましい。

なお、本実施形態では、撮像素子６に対して直接、センサカバー８の下側の基準面を突き当てるとともに、厚さの精度を高めたセンサカバー８を用い、かつセンサカバー８の上面に対して（言い換えれば、レンズ駆動装置５の下面に対して）高精度にレンズバレル２を位置決めする。それゆえ、本実施形態では、２５μｍ程度のオーバーインフ量で十分であるとも言える。本実施形態では、無限遠の被写体に対する合焦位置よりも２５μｍだけ撮像素子側に寄った位置にレンズバレル２が取り付けられ、かつその状態でセンサカバー８とレンズバレル２との間に隙間が存在する。

（弾性体およびダンパー材）
本実施形態における特徴的な構成は、図３に示すように、上側のＡＦバネ１２ａの一部が中間保持部材１３の外周よりも突出（延出）して、可撓性を有するアーム部（延出部分）１２ｃを形成し、アーム部１２ｃのほぼ先端位置にサスペンションワイヤー１６の上端を固定するとともに、アーム部１２ｃの一部にダンパー材１１を装着している点である。サスペンションワイヤー１６は、アーム部１２ｃの固定部分１２ｇにて固定されている。

アーム部１２ｃは、サスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制する弾性体として機能する。そして、好ましくは、アーム部１２ｃは、サスペンションワイヤー１６の座屈および永久ひずみを抑制するようになっている。アーム部１２ｃは、特に限定されないが、例えば、金属、プラスチック等により構成することができる。より好ましくは、アーム部１２ｃとしては、バネ定数を十分に小さくすることが可能であり、１５０μｍ程度変形しても塑性変形しない素材を用いる。また、アーム部１２ｃとサスペンションワイヤー１６とを半田付けする場合には、アーム部１２ｃを金属によって構成することが好ましい。

通常の使用状態では、このアーム部１２ｃの撓みによる変形量は無視できるレベルであるが、落下等により過大な衝撃力が作用した場合、中間保持部材１３を含むＯＩＳ可動部に対して光軸方向に慣性力を受ける。中間保持部材１３の下部には、ベース１９が存在しており、ベース１９が、中間保持部材１３（ＯＩＳ可動部）の光軸方向の移動範囲を規定するストッパー（係止部材）として働くため、中間保持部材１３の光軸方向の変位を規制することができる。しかし、組立誤差等も考慮して、ＯＩＳ可動部がＯＩＳ固定部に接触しないようにするためには、ＯＩＳ可動部とＯＩＳ固定部の隙間として１００ミクロンから１５０ミクロン程度の隙間を設けることが必須である。そのため、ＯＩＳ可動部とＯＩＳ固定部との間隔が、１５０ミクロン程度変化することがあり得る。サスペンションワイヤー１６の伸縮のみでこの変形量を負担しようとすると、そのときにサスペンションワイヤー１６にかかる応力は座屈応力または降伏応力を超えることがあり得る。

ここで、本実施形態では、アーム部１２ｃがその変形量の一部を負担するため、サスペンションワイヤー１６の長手方向の変形量を抑えることができる。このように、アーム部１２ｃがサスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制することができるので、サスペンションワイヤーの座屈および永久ひずみを好適に抑制することができる。

但し、サスペンションワイヤー１６に加わる応力を好適に抑制するためには、アーム部１２ｃの変形量を増大させるため、アーム部１２ｃのバネ定数をサスペンションワイヤー１６の長手方向のバネ定数よりも小さくする必要がある。それゆえ、アーム部１２ｃの共振周波数が低下し、サーボ帯域において共振を生じて、サーボ系に悪影響を与えるリスクがある。

ここで、本実施形態では、アーム部１２ｃにダンパー材１１が装着されているため、アーム部１２ｃの振動を減衰させることができ、サーボ系の発振リスクを軽減することができる。

ダンパー材１１としては、シート状のゴム系材料をアーム部１２ｃに貼り付けるようにしてもよいが、紫外線硬化型ゲルを用いれば、作業性が良く、かつ硬化してもバネ定数がそれほど大きくならないため、本発明の目的には適している。紫外線硬化型ゲルとしては、例えば、スリーボンド社製のＴＢ３１６８、ＴＢ３１６９等を用いることができるが、これらに限定されない。

図４は、アーム部１２ｃ近傍を拡大した平面図であり、ダンパー材１１は、アーム部１２ｃの撓み部分のほぼ全面に貼り付けられている。このように構成することにより、アーム部１２ｃの振動を好適に減衰させることができる。

また、図５は、アーム部１２ｃの構造およびダンパー材１１の配置の変形例である。図５に示す例では、アーム部１２ｃは、アーム部１２ｃの先端側（サスペンションワイヤー１６を固定する部分であるワイヤー固定部側）から延出する腕部１２ｄを備えている。そして、ダンパー材１１が、腕部１２ｄから中間保持部材１３側に橋渡しするように設けられている。なお、本明細書において、「橋渡しする」とは、第一の部位と第二の部位とが距離をおいて配置されているときに、第一の部位と第二の部位とを接続することをいう。ダンパー材１１の一部は、アーム部１２ｃのうちの可撓性部分（撓み部分）１２ｅにかかっていても良い。このように構成することにより、ダンパー材１１をアーム部１２ｃ全体に塗布する必要がなく、ワイヤー固定部と同等の動きを示すことになる腕部１２ｄの変位速度を抑制するため、少量のダンパー材でも同等の効果を得ることができる。

図６は、アーム部１２ｃの構造およびダンパー材１１の配置の別の変形例であり、腕部１２ｄは中間保持部材１３側から延出している。ダンパー材１１は、先端側（ワイヤー固定部側）と腕部１２ｄとを橋渡しするように設けられ、一部はアーム部１２ｃのうちの可撓性部分１２ｅにかかっていてもよい。この場合でも、上記と同様の効果が得られる。

以上のように、図５および６に示す構成では、固定部分１２ｇと、アーム部１２ｃ上の他の部位であって、アーム部１２ｃの振動時における光軸方向の変位量が固定部分１２ｇに比べて小さい部位と、を橋渡しするように、ダンパー材１１が設けられている。これにより、アーム部１２ｃの振動時における両者の相対変位の速度を抑制して、アーム部１２ｃの振動を好適に抑制することができる。

また、ダンパー材１１は、固定部分１２ｇと、中間保持部材１３とを橋渡しするように設けられていてもよい。中間保持部材１３は、アーム部１２ｃの振動時において光軸方向にほとんど変位しないため、ダンパー材１１で両者を橋渡しすることによって、アーム部１２ｃの振動時における両者の相対変位の速度を抑制して、アーム部１２ｃの振動を好適に抑制することができる。

（バネ定数について）
次に、本発明の実施形態に係るカメラモジュール５０における落下対策について、より詳細に説明する。サスペンションワイヤー１６およびアーム部（弾性体）１２ｃのバネ定数の関係を図８に示す。図８は、アーム部１２ｃとサスペンションワイヤー１６の長手方向のバネの構成を簡略的に示す図である。ｋ_１が上側ＡＦバネ１２ａのアーム部１２ｃのバネ定数、ｋ_２がサスペンションワイヤー１６の長手方向のバネ定数である。すなわち、ｋ_１とｋ_２という２つのバネが直列に接続された構造となっている。簡単のため、１箇所のみのサスペンションワイヤー１６に関して説明を行う。

上記構造において、ｋ_１＜＜ｋ_２となるように設定する。落下衝撃等によって生じるトータルの変形量をδ（例えば、中間保持部材１３とベース１９との間隔である１５０μｍ程度）とすると、それぞれのバネの変形量はそれぞれのバネ定数に反比例し、下記式（１）および（２）のように求められる。

弾性体（アーム部１２ｃ）の変形量δ_１＝δｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２）・・・（１）
サスペンションワイヤー１６の変形量δ_２＝δｋ_１／（ｋ_１＋ｋ_２）・・・（２）
また、サスペンションワイヤー１６をδ_２だけ変形させるのに必要な力Ｆは、下記式（３）のように求められる。

Ｆ＝δｋ_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２）・・・（３）
従って、サスペンションワイヤー１６の長手方向の変形量によって規定される応力は、サスペンションワイヤー１６の断面積をＡとすると、下記式（４）のように求められる。

σ＝（δ／Ａ）ｋ_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２）・・・（４）
このσがサスペンションワイヤー１６の座屈応力σ_ｅを超えないことが必須となる。座屈応力を問題にしているのは、通常の場合、降伏応力よりも座屈応力の方が小さくなるためである。なお、ｋ_１については、ダンパー材１１を塗布した場合の弾性体（アーム部１２ｃ）として計算すべきである。

すなわち、下記式（５）を満たすように、弾性体のバネ定数ｋ_１およびサスペンションワイヤー１６の長手方向のバネ定数ｋ_２が設定されることが好ましい。

σ_ｅ＞（δ／Ａ）ｋ_１ｋ_２／（ｋ_１＋ｋ_２）・・・（５）
なお、座屈応力としては、通常Ｅｕｌｅｒの座屈応力が目安とされる。Ｅｕｌｅｒの座屈応力は、下記式（６）で表される。Ｃは定数であり、両端固定梁の場合Ｃ＝４となる。Ｅはヤング率、λは細長比をそれぞれ示す。

σ_ｅ＝Ｃπ^２Ｅ／λ^２・・・（６）
一つの設計例に基づいて、Ｅｕｌｅｒの座屈応力を計算すると、１×１０^８Ｎ／ｍ^２程度の値となった。しかしながら、Ｅｕｌｅｒの座屈応力は理想的な垂直荷重が加えられた場合の式であり、現実には斜めに荷重がかかる場合もあり、ある程度のマージンを見て、座屈応力を設定するのが望ましい。従って、上記のσが、このようにして計算された座屈応力を超えないようにｋ_１およびｋ_２の値を設定するのがより望ましい。

（共振について）
次に、本発明の実施形態に係るカメラモジュール５０におけるサーボ系の発振リスク対策について、より詳細に説明する。

本発明の重要要素部品だけを簡略化して示すと図７のようになる。撮像レンズ１等を保持するレンズホルダー４が上下２枚のＡＦバネ１２ａおよび１２ｂにより支持され、上側のＡＦバネ１２ａの一部は中間保持部材１３よりも外側に突出している。この突出したアーム部１２ｃにサスペンションワイヤー１６が固定されている。このような支持構造において、ＯＩＳ可動部の重心高さと手ぶれ補正のための光軸に垂直な方向へのサーボ駆動力（ＯＩＳ駆動力）が作用する位置とがずれていると、ＯＩＳ可動部は回転モーメントを受け、ＯＩＳ可動部の慣性モーメントとバネ定数によって決まる共振周波数において共振が発生することになる。

ＯＩＳ駆動力に対するＯＩＳ可動部の変位のゲインと位相を示すボード線図の例を図９に示す。６００Ｈｚ付近に見られる共振ピークが、ワイヤー固定部のアーム構造に起因する回転モードの共振を示している。破線はダンパー材１１を弾性体（アーム部１２ｃ）に装着しない場合の特性を示しており、かなり大きな共振ピークとなる。手振れ補正のサーボ系のカットオフ周波数は、通常１００〜２００Ｈｚ程度に設定されるため、６００Ｈｚ付近の共振はカットオフよりも高い周波数となる。６００Ｈｚ付近では、サーボ系の位相はほぼ１８０度以上遅れており、この周波数帯域で大きな共振ピークが存在するとゲイン余有が不十分となり、サーボ系が発振する恐れがある。図９の実線は、ダンパー材１１を付加した場合の特性であり、共振ピークが抑制されているため、この帯域でのゲイン余有をかせぐことが可能となり、より安定なサーボ系が実現できることがわかる。

〔第２実施形態〕
第１実施形態では、サスペンションワイヤー１６とＯＩＳ可動部との接続部であるアーム部１２ｃが、サスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制するための弾性体として機能しているが、本発明はこれに限定されない。サスペンションワイヤー１６とＯＩＳ固定部との接続部を、サスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制するための弾性体として機能させることも可能である。このような構成を、本発明の第２実施形態として以下に説明する。

図１０は、第２実施形態に係るカメラモジュール５０の概略構成を示す断面図である。図１１は、図１０に示すカメラモジュール５０の、サスペンションワイヤー１６とＯＩＳ固定部との接続部周辺の構成を拡大して示す図である。なお、第１実施形態と同様の部材には同じ部材番号を付し、説明を省略する。

図１０および図１１に示すように、第２実施形態では、ベース１９が、基板部分１９ｂを樹脂部分１９ａで支持する２層構造となっている。そして、基板部分１９ｂの一部について、樹脂部分１９ａの支えをなくすことにより、基板部分１９ｂに可撓性を有する可撓性部分を設けることができる。そして、当該可撓性部分に、サスペンションワイヤー１６を固定することにより、当該可撓性部分をサスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制するための弾性体をして機能させることができる。

サスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制するための弾性体として使用する基板部分１９ｂは、アーム部１２ｃと同様、特に限定されないが、例えば、金属、プラスチック等により構成することができる。より好ましくは、基板部分１９ｂとしては、バネ定数を十分に小さくすることが可能であり、１５０μｍ程度変形しても塑性変形しない素材を用いる。また、基板部分１９ｂとサスペンションワイヤー１６とを半田付けする場合には、基板部分１９ｂを金属によって構成することが好ましい。また、基板部分１９ｂとして、金属パターンが配列された回路基板（ガラスエポキシ基板等）等を用いてもよい。

ここで、第１実施形態と同様、サスペンションワイヤー１６に加わる応力を抑制するための弾性体（本実施形態では、基板部分１９ｂの可撓性部分）に、ダンパー材１１を装着することによって、サーボ系の発振リスクを低減できる。

図１１に示すように、ダンパー材１１は、基板部分１９ｂの可撓性部分の少なくとも一部を覆うように配置することができる。また、基板部分１９ｂの可撓性部分の構造およびダンパー材の配置は、種々の構成を取ることができ、例えば、図４〜図６と同様の構成を取ることができる。すなわち、上記可撓性部分は、サスペンションワイヤー１６が固定されている部分から、当該可撓性部分の基部に向けて突き出している腕部を備えており、ダンパー材１１は、該腕部と該基部とを橋渡しするように設けられていてもよいし、上記可撓性部分は、当該可撓性部分の基部から、サスペンションワイヤー１６が固定されている部分に向けて突き出している腕部を備えており、ダンパー材１１は、該腕部と該サスペンションワイヤーが固定されている部分とを橋渡しするように設けられていてもよい。

なお、本実施形態では、サスペンションワイヤー１６とＯＩＳ固定部との接続部のみにダンパー材１１が装着された弾性体を設ける構成について説明したが、さらに、第１実施形態と同様、サスペンションワイヤー１６とＯＩＳ可動部との接続部にもダンパー材１１が装着された弾性体を設けてもよい。

〔第３実施形態〕
次に、ダンパー材１１のさらに好適な配置について、図１２（ａ）に示す構成例Ａと、図１２（ｂ）に示す構成例Ｂとを対比させながら説明する。なお、図１２（ａ）および（ｂ）は、何れも図３におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図１２に示すように、以降の説明では、サスペンションワイヤー１６におけるアーム部１２ｃに接続している部分を可動部側固定端または第１接続部１６ａと称し、ベース１９に接続している部分を固定部側固定端または第２接続部１６ｂと称し、第１接続部１６ａと第２接続部１６ｂとの間の領域を可撓部１６ｃと称する。可撓部１６ｃは、可動部の駆動に伴って撓む部分である。

図１２に示すように、両構成例では、サスペンションワイヤー１６は、ＡＦバネ１２ａのアーム部１２ｃに設けられた孔１２ｆに挿通され、半田２１によってアーム部１２ｃに固定および電気的に導通されている。このように、サスペンションワイヤー１６を半田２１によってアーム部１２ｃに固定することにより、サスペンションワイヤー１６とアーム部１２ｃとを強固に接続することができる。

このとき、構成例Ａでは、アーム部１２ｃの上面にはダンパー材１１が設けられているが、特にサスペンションワイヤー１６と接触していない。そして、サスペンションワイヤー１６とＡＦバネ１２ａとは、ＡＦバネ１２ａの上面側（可撓部１６ｃに面する側とは反対側）において半田付けされているが、半田２１が、ＡＦバネ１２ａの上面側だけに留まらない場合がある。すなわち、孔１２ｆを介してＡＦバネ１２ａの下面側（可撓部１６ｃに面する側）にまで半田２１が流れ、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの表面を半田付けされる場合がある。サスペンションワイヤー１６は、表面が半田付けされるとバネ性が減じられる。特に、可撓部１６ｃに半田が付着すると、サスペンションワイヤー１６の可撓性に影響を及ぼす。それゆえ、場合によっては、サスペンションワイヤー１６に繰り返し応力が加わった場合に、サスペンションワイヤー１６が脆性破壊するおそれがある。

一方、構成例Ｂでは、ダンパー材１１は、ＡＦバネ１２ａの下面側（可撓部１６ｃに面する側）に設けられている。言い換えれば、ダンパー材１１は、サスペンションワイヤー１６の第１接続部（可動部側固定端）１６ａと第２接続部（固定部側固定端）１６ｂとの間の内側面側に設けられている。さらに、ダンパー材１１は、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの一部を覆うように設けられている。詳細には、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃのアーム部１２ｃ側の端部の外周の少なくとも一部を覆うように設けられている。このような構成とすることにより、最も脆性破壊しやすい、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの根元の振動をダンパー材１１によって抑制し、この部分に働く応力を緩和することで、繰り返し応力が加えられた時にサスペンションワイヤー１６が破断することを防止することができる。

なお、構成例Ｂのようにダンパー材１１を設ける場合には、シート材をダンパー材１１として用い、アーム部１２ｃに貼り付けてもよいが、ゲル材をアーム部１２ｃに塗布して硬化させてダンパー材１１とすることにより、ダンパー材１１を所望の位置に容易に設置することができる。

図１３は、アーム部１２ｃの構造およびダンパー材１１の配置の一変形例を示す。図１３は、図１２（ｂ）のＤ−Ｄにおける矢視断面図を示す。図１３に示す例では、アーム部１２ｃの先端側から根元側へ腕部１２ｄが延出しており、腕部１２ｄと、アーム部１２ｃの中間保持部材１３側の根元部分とを橋渡しするようにダンパー材１１が配置されている。ダンパー材１１は、また、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの一部を覆うように設けられている。すなわち、ダンパー材１１は、可撓部１６ｃのアーム部１２ｃ側の端部の外周の少なくとも一部を覆うように設けられている。このように構成することにより、アーム部１２ｃに対するダンピング効果を得ることができるとともに、サスペンションワイヤー１６の破断を防ぐためのダンピング効果を得ることができる。言い換えれば、アーム部１２ｃの振動を好適に抑制することができるとともに、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの根元の振動を好適に抑制することができる。

図１４は、アーム部１２ｃの構造およびダンパー材１１の配置の別の変形例を示す。図１４は、図１２（ｂ）のＤ−Ｄにおける矢視断面図を示す。図１４に示す例では、腕部１２ｄは中間保持部材１３側から延出しており、腕部１２ｄと、アーム部１２ｃの先端側とを橋渡しするようにダンパー材１１が配置されている。ダンパー材１１は、また、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの一部を覆うように設けられている。このように構成することにより、アーム部１２ｃに対するダンピング効果を得ることができるとともに、サスペンションワイヤー１６の破断を防ぐためのダンピング効果を得ることができる。

また、図１５は、アーム部１２ｃに対するダンピング効果を得るとともに、サスペンションワイヤー１６の破断を防ぐためのダンピング効果を得るための別の変形例を示す。図１５は、図３におけるＣ−Ｃ断面図を示す。図１５に示す例では、ダンパー材１１はサスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの端部を覆うように設けられるとともに、その一端が中間保持部材１３に接続されている。中間保持部材１３は、アーム部１２ｃの振動時における光軸方向の変位量が殆ど無いため、サスペンションワイヤー１６が固定されたアーム部１２ｃの先端の固定部分１２ｇが光軸方向に変位するとき、ダンパー材１１が、固定部分１２ｇと中間保持部材１３との間の相対変位の速度を抑制するように作用する。よって、ダンパー材１１により、アーム部１２ｃに対するダンピング効果を得ることができる。また、ダンパー材１１が、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの端部を覆うため、サスペンションワイヤー１６の破断を防ぐためのダンピング効果を得ることができる。

なお、図１５は、ダンパー材１１がゲル材であることを想定しているような図となっているが、ダンパー材１１はゲル材に限定されず、例えば、シート状のダンパー材であってもよい。また、ダンパー材１１と中間保持部材１３との接合部は、単に接触している状態よりも、ある程度の強度で接続されていることが好ましく、例えば、コーナー部にフィレットを形成してもよい。また、中間保持部材１３におけるダンパー材１１との接触部分の構造は、ゲル材の塗布、およびシート状のダンパー材の貼付が容易になるように適宜最適化することが好ましい。また、ダンパー材１１としてゲル材を用いる場合には、硬化前のゲル材が流動して不要な部分にダンパー材が付着することを防ぐため、図１６に示すように、ダンパー材を塗布するための受け部（例えば、段差）１３ａを中間保持部材１３に設けてもよい。

このように本実施形態に係るカメラモジュールでは、上記サスペンションワイヤーが、上記弾性体に半田によって固定されている。

上記の構成によれば、サスペンションワイヤーと弾性体とを強固に固定することができる。また、可撓部の弾性体側の端部の少なくとも一部をダンバー材が覆っているため、可撓部を形成するサスペンションワイヤーが半田付けされた場合であっても、サスペンションワイヤーに加わる応力を緩和し、サスペンションワイヤーの破断を抑制することができる。

なお、以上では、サスペンションワイヤー１６を半田２１によってアーム部１２ｃに固定した場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。ダンパー材１１を、アーム部１２ｃの下面（可撓部１６ｃに面する側）に、可撓部１６ｃのアーム部１２ｃ側の端部の少なくとも一部を覆うように設けることにより、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの根元の振動を抑制し、この部分に働く応力を緩和することができるので、半田を用いているか否かによらず、繰り返し応力が加えられた時にサスペンションワイヤー１６が破断することを防止することができる。

また、以上では、ダンパー材１１を、アーム部１２ｃに設ける場合について説明したが、本実施形態はこれに限定されない。第２実施形態に係るカメラモジュール５０において、ダンパー材１１を、基板部分１９ｂの上面（可撓部１６ｃに面する側）に、可撓部１６ｃの基板部分１９ｂ側の端部の少なくとも一部を覆うように設けるように構成しても、同様の効果を得ることができる。すなわち、第２実施形態に係るカメラモジュール５０において、ダンパー材１１を、可撓部１６ｃの基板部分１９ｂ側の端部の少なくとも一部を覆うように設けることにより、サスペンションワイヤー１６の可撓部１６ｃの根元の振動を抑制し、この部分に働く応力を緩和することができるので、繰り返し応力が加えられた時にサスペンションワイヤー１６が破断することを防止することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、カメラモジュールの製造分野において利用可能であり、特に、携帯用端末等の通信機器を含む各種電子機器に搭載されるカメラモジュールの製造分野において好適に利用することができる。

１ 撮像レンズ
２ レンズバレル
３、２０ 接着剤
４ レンズホルダー
５ レンズ駆動装置
６ 撮像素子
７ 基板
８ センサカバー
９ ガラス基板
１０ 撮像部
１１ ダンパー材
１２ａ、１２ｂ ＡＦバネ（板バネ部材）
１２ｃ アーム部（延出部分、弾性体）
１２ｄ 腕部
１２ｅ 可撓性部分
１２ｆ 孔
１２ｇ 固定部分
１３ 中間保持部材（保持部材）
１３ａ 受け部
１４ ＡＦコイル
１５ 永久磁石
１６ サスペンションワイヤー
１６ａ 第１接続部
１６ｂ 第２接続部
１６ｃ 可撓部
１７ カバー
１８ ＯＩＳコイル（駆動手段）
１９ ベース
１９ａ 樹脂部分
１９ｂ 基板部分（弾性体）
２１ 半田
５０ カメラモジュール

Claims (6)

1. 手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールであって、
   撮像レンズを備えている可動部と、
   該可動部を囲う固定部と、
   該可動部を、該撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動する駆動手段と、
   該光軸に対して平行または斜めに延在し、該可動部が該光軸に垂直な方向に駆動されるように該可動部を支持するサスペンションワイヤーと、
   該サスペンションワイヤーの少なくとも一端に接続され、該サスペンションワイヤーに加わる応力を抑制する弾性体と、
   該弾性体に装着され、該弾性体の振動を減衰させるダンパー材とを備え、
   該可動部は、該撮像レンズを支持する板バネ部材を備えており、
   該弾性体は、該板バネ部材が該固定部側に延出した延出部分からなり、
   該可動部は、該板バネ部材を保持する保持部材を更に備えており、
   該ダンパー材は、該延出部分の該サスペンションワイヤーが固定されている固定部分と、該保持部材とを橋渡しするように設けられていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 上記ダンパー材は、上記延出部分の少なくとも一部を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 上記ダンパー材は、上記固定部分と、上記弾性体の振動時における光軸方向の変位量が当該固定部分に比べて小さい部位と、を橋渡しするように設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 上記固定部が、可撓性を有する可撓性部分を備えた基板を備えており、
   上記弾性体が、該可撓性部分からなることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
5. 上記ダンパー材が、紫外線硬化型ゲルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のカメラモジュール。
6. 上記サスペンションワイヤーは、上記可動部に接続する第１接続部と、上記固定部に接続する第２接続部と、第１接続部および第２接続部に挟まれた可撓部とを備えており、
   上記ダンパー材が、上記弾性体における該可撓部に面する側に設けられ、該可撓部の該弾性体側の端部の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のカメラモジュール。

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