JP6492976B2 - アクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置 - Google Patents

Description

本発明は、手振れ補正用のアクチュエーター、手振れ補正機能を有するカメラモジュール及びカメラ搭載装置に関する。

一般に、スマートフォン等の携帯端末には、小型のカメラモジュールが搭載されている。被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うオートフォーカス機能及び撮影時に生じる手振れ（振動）を補正して画像の乱れを軽減する手振れ補正機能（ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を備えているものも多い。

手振れ補正の方式としては、撮像モジュールを一体的に傾けるモジュールチルト方式が知られている（例えば特許文献１）。撮像モジュールとは、レンズ部と撮像素子（例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device））を有するモジュールであり、オートフォーカス用のアクチュエーターを有するものも含まれる。

以下において、オートフォーカス用のアクチュエーターを「ＡＦ用アクチュエーター」、手振れ補正用のアクチュエーターを「ＯＩＳ用アクチュエーター」と称する。

図１は、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す外観図である。図２は、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す分解斜視図である。

図１、２に示すように、従来のモジュールチルト方式のカメラモジュール２は、固定体２１、可動体２２、弾性支持部２３、撮像モジュール２４、及び振れ検出部２５を備える。固定体２１、可動体２２、及び弾性支持部２３によって、ＯＩＳ用アクチュエーターが構成される。

固定体２１は、ベース部材２１１、コイル部２１２、及びＯＩＳ用プリント配線基板２１３を有する。コイル部２１２は、ベース部材２１１に配置される。ＯＩＳ用プリント配線基板２１３は、コイル部２１２に給電するとともに、振れ検出部２５の検出信号を制御部に出力する。

可動体２２は、ヨーク２２１、マグネット部２２２、トッププレート２２３、及びモジュールガイド２２４を有する。ヨーク２２１及びマグネット部２２２は、トッププレート２２３に形成されたそれぞれの収容部に配置される。モジュールガイド２２４は、トッププレート２２３に固定される。一組のモジュールガイド２２４に挟持された空間に撮像モジュール２４が配置され、固定される。

弾性支持部２３は２軸ジンバル機構を有し、外側ジンバルに可動体２２（トッププレート２２３）が固定される。弾性支持部２３は、ベース部材２１１の略中央に浮遊した状態で配置され、ストッパー２３１によって固定される。弾性支持部２３は、光軸（Ｚ軸）に直交するＸ軸及びＹ軸を中心として可動体２２を揺動回転可能に支持する、すなわち傾斜可能に支持する。

振れ検出部２５は、例えば撮像モジュール２４の角速度を検出するジャイロセンサーで構成される。振れ検出部２５は、可動体２２のモジュールガイド２２４の側面に固定される。振れ検出部２５の検出信号は、固定体２１であるＯＩＳ用プリント配線基板２１３を介して制御部に出力される。

コイル部２１２及びマグネット部２２２によって、ＯＩＳ用ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）が構成される。すなわち、コイル部２１２に電流が流れると、マグネット部２２２の磁界とコイル部２１２に流れる電流との相互作用により、コイル部２１２にローレンツ力が生じる（フレミング左手の法則）。コイル部２１２は固定されているので、マグネット部２２２に反力が働く。この反力がＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力となる。可動体２２は、ＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力と弾性支持部２３の復元力（復帰力）とが釣り合う状態となるまで揺動回転する。これにより、手振れによる光軸のズレが補正され、光軸方向が一定に保持される。

特開２０１４−１０２８７号公報

特許文献１に示すように、従来のモジュールチルト方式では、手振れ補正に必要なジャイロセンサーである振れ検出部２５は、可動体２２の側面部に固定され、撮像モジュール２２の傾きを検出する構成が一般的である。

近年では、携帯端末の薄型化、小型化に伴い、カメラモジュールのさらなる小型化、実装スペースの小スペース化により、可動体２２の外形を小さくして、限られた実装スペースであっても、可動体の可動領域を効率良く確保したいという要望があった。

本発明の目的は、実装スペースが狭くても効率良く広い範囲での可動体である被駆動部（例えば撮像モジュール）振れを検出できるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。特に、被駆動部（例えば撮像モジュール）の外形が小さくなるので、実装スペースが狭くても被駆動部の可動領域を広くして大きな振れの検出を実現することができるアクチュエーター、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供することである。

本発明に係るアクチュエーターは、コイル部及びマグネット部を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、被駆動部を傾斜させて振れ補正を行うアクチュエーターであって、ベース部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記ベース部材に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか一方を配設して形成される固定体と、前記ベース部材とは反対側の面に前記被駆動部が載置される枠状の保持部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記保持部材の前記ベース部材側の面に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか他方を配設して形成される可動体と、前記ベース部材に配置され、前記固定体に対して前記可動体を傾斜可能に支持する支持部と、を備え、前記固定体には、前記固定体の振れを検出するジャイロセンサーと、前記被駆動部が備えるレンズ部の光軸に直交する第１の方向の移動に伴う第１の位置を検出する第１のホール素子と、前記第１の方向と直交する第２の方向の移動に伴う第２の位置を検出する第２のホール素子と、が設けられ、前記ジャイロセンサーにより検出される前記固定体の振れと、前記第１及び第２のホール素子による検出位置とに基づいて前記被駆動部の振れを補正し、前記保持部材は、前記被駆動部の載置部位を前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方の配設部位よりも前記ベース部材に近接させる段差を有する、構成を採る。

本発明に係るカメラモジュールは、上記のアクチュエーターと、レンズ部及び撮像素子を有し、前記被駆動部として前記保持部材に接着される撮像モジュールと、を備える構成を採る。

本発明に係るカメラ搭載装置は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、上記のカメラモジュールを備える構成を採る。

本発明によれば、実装スペースが狭くても効率良く広い範囲での可動体である被駆動部（例えば撮像モジュール）振れを検出できる。特に、被駆動部（例えば撮像モジュール）の外形が小さくなるので、実装スペースが狭くても被駆動部の可動領域を広くして大きな振れの検出を実現できる。

従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す外観図 従来のモジュールチルト方式のカメラモジュールの一例を示す分解斜視図 本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを搭載するスマートフォンを示す図 カメラモジュールの外観斜視図 カメラモジュールの分解斜視図 カメラモジュールのＹ方向に沿う断面図 カメラモジュールのＸ方向に沿う断面図 弾性支持部が取り付けられたヨークの底面図 中継基板の説明に供する図 可動体の角度とホール出力値の関係に供する図 本発明の一実施の形態に係る車載用カメラを搭載する自動車を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュール１００を搭載するスマートフォンＭを示す図である。図３ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図３ＢはスマートフォンＭの背面図である。

スマートフォンＭは、例えば背面カメラＯＣとして、カメラモジュール１００を搭載する。カメラモジュール１００は、オートフォーカス機能及び手振れ補正機能を備え、被写体を撮影するときのピント合わせを自動的に行うとともに、撮影時に生じる手振れ（振動）を補正して像ぶれのない画像を撮影することができる。カメラモジュール１００の手振れ補正機能には、モジュールチルト方式が採用される。モジュールチルト方式は、画面四隅に歪みが生じないという利点を有する。

図４は、カメラモジュール１００の外観斜視図である。図５は、カメラモジュール１００の分解斜視図である。図６は、カメラモジュール１００のＹ方向に沿う断面図である。図７は、カメラモジュール１００のＸ方向に沿う断面図である。なお、図６及び図７は、特にボイスコイルモーター部分の磁気回路部を示す。

ここでは、図４〜７に示されるように、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。カメラモジュール１００は、スマートフォンＭで実際に撮影が行われる場合に、Ｘ方向が上下方向（又は左右方向）、Ｙ方向が左右方向（又は上下方向）、Ｚ方向（光軸方向を含む）が前後方向となるように搭載される。

図４〜図７に示すように、カメラモジュール１００は、固定体１１、可動体１２、弾性支持部１３、撮像モジュール（被駆動部）１４、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５、中継基板３０、位置ずれ検出部（傾き検出部）４０及びドライバＩＣ６０等を備える。固定体１１、可動体１２、弾性支持部１３及び振れ検出部（ジャイロセンサー）１５によって、ＯＩＳ用アクチュエーターＡが構成される。ＯＩＳ用アクチュエーターＡにおいては、コイル部１１２及びマグネット部１２２を有するＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力を用いて手振れ補正が行われる。

固定体１１は、スマートフォンＭに実装したときに移動不能に固定される。固定体１１は、弾性支持部１３を介して可動体１２を可動可能に支持する。固定体１１は、ベース部材１１１、コイル部１１２、ＯＩＳ用プリント配線基板１１３、スカート部材（カバー部材）１１４、本体カバー部材（以下、「カバー部材」という）１１５、及びリジッドフレキシブル基板（Rigid flexible printed wiring board、リジッドＦＰＣ）１１７を有する。

リジッドＦＰＣ１１７は、上述したように、ガラスエポキシなどの硬い材質からなるリジッド部と、組み込みや繰り返し屈曲のための曲げる部位にはフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）用の曲がる材料（ポリイミド）を使用している。ここでは、ＦＰＣ上にガラスエポキシ基板を貼設して構成され、ＦＰＣと同様の屈曲性を有すると共に、ＦＰＣよりも剛性の強い基板となっている。

リジッドＦＰＣ１１７上には、ベース部材１１１が配置されている。リジッドＦＰＣ１１７には、ベース部材１１１から離れた位置に、ドライバＩＣ６０と、後述する振れ検出部１５が中継基板３０を介して実装されている。また、リジッドＦＰＣ１１７には、ベース部材１１１の配置領域内で露出する位置ずれ検出部４０が実装されている。

ドライバＩＣ（駆動部）６０は、制御部の制御によりコイル部１１２に給電して可動体１２を可動、つまり、可動体１２に取り付けられる撮像モジュール１４を駆動する。

ベース部材１１１は、金属材料からなる略矩形状の部材であり、リジッドＦＰＣ１１７上に配置されている。ベース部材１１１を金属製とすることにより、樹脂製の場合に比較して強度が高くなるので、ベース部材１１１を薄くすることができ、ひいてはカメラモジュール１００の低背化を図ることができる。

ベース部材１１１は、中央に、弾性支持部１３を固定するための角錐台状の突出部１１１ａを有する。ベース部材１１１は、突出部１１１ａの周囲に、コイル部１１２へ給電するためのパッド状の給電部１１１ｂを有する。ベース部材１１１は、突出部１１１ａの周囲において給電部１１１ｂを避けて切り欠いた部位１１１Ｃに位置ずれ検出部４０が配置されている。

位置ずれ検出部４０は、弾性支持部１３を介して固定体１１に取り付けられる可動体１２の位置、つまり、撮像モジュール１４の位置を、非接触で検出するものであり、その検出信号は、リジッドＦＰＣ１１７の回路に接続されている。位置ずれ検出部４０を用いて可動体１２つまり撮像モジュール１４をセンシングし、ジャイロセンサーによるセンシングを行うことなく、可動体１２つまり撮像モジュール１４の振れを補正する。

位置ずれ検出部４０は、例えば、ホール素子等により構成される。ここでは、位置ずれ検出部４０は、磁気式位置検出部としての２つのホール素子（第１のホール素子、第２のホール素子）４０ａ、４０ｂにより構成されている。位置ずれ検出部４０としてのホール素子４０ａ、４０ｂは、後述するマグネット部１２２を構成する４つの永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄのうちの２片（永久磁石１２２Ｃ、１２２Ｄ）とそれぞれ離間して対向配置されている。各ホール素子４０ａ、４０ｂは、永久磁石１２２Ｃ、１２２ＤにおけるＮ極からＳ極への方向を横切るように配置される。具体的には、ホール素子４０ａ、４０ｂは、ベース部材１１１において、コイル部１１２のＹ軸、Ｘ軸方向に沿って、チルトコイル１１２Ｃ、１１２Ｄに並んで実装されている。ここでは、ホール素子４０ａ、４０ｂは、チルトコイル１１２Ｃ、１１２Ｄよりも中心（光軸）側に配置されている。チルトコイル１１２Ｃ、１１２Ｄ内には、永久磁石１２２Ｃ、１２２Ｄがそれぞれ配置されるので、ホール素子４０ａ、４０ｂは、それぞれ永久磁石１２２Ｃ、１２２Ｄと対向して位置する構成となっている。

詳細には、一方のホール素子４０ａは、そのホール素子４０ａが光軸に対して第１の方向（前後方向）Ｘの前側に配置され、それと対向する永久磁石１２２Ｃの磁力を検出することにより、第１の方向（前後方向）Ｘの移動（揺動）に伴う第１の位置を検出する。

他方のホール素子４０ｂは、そのホール素子４０ｂが光軸Ｏに対して第２の方向（左右方向）Ｙの右側に配置されており、それと対向する永久磁石１２２Ｄの磁力を検出することにより、第２の方向（左右方向）Ｙの移動（揺動）に伴う第２の位置を検出する。

これにより、ホール素子４０ａは、永久磁石１２２ＣのＸ軸方向の移動量を検出でき、ホール素子４０ｂは、永久磁石１２２ＤのＹ軸方向の移動量を検出できる。言い換えれば、ホール素子４０ａ、４０ｂは、撮像モジュールのＸ軸方向、Ｙ軸方向の移動量、すなわち、光軸に対する直交する平面上での移動を検出する。これにより、制御部は、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５により検出される固定体１１（カメラモジュール１００自体）の振れと、ホール素子４０ａ、４０ｂによる検出位置とに基づいて撮像モジュール１４の振れを補正するドライバＩＣ６０を介して、可動体１２（撮像モジュール１４）を可動して、撮像モジュールのＸ軸方向、Ｙ軸方向の移動量に相当する位置まで移動させて振れを補正することができる。

また、ホール素子４０ａ、４０ｂ（位置ずれ検出部４０）は、撮像モジュールのＸ軸方向、Ｙ軸方向の移動量を検出できるので、撮像モジュール１４の自重によるオフセット（自重だれ）、或いは、可動体１２を固定体１１に取り付けられた際の撮像モジュール１４のＦＰＣの反力によるオフセットを検出する。これにより、カメラモジュール１００は、位置ずれ検出部４０を用いて、撮像モジュール１４のオフセット位置を検出して補正することにより、撮像モジュール１４を傾くこと無く正確に位置させることができる。

また、ベース部材１１１は、周縁部を構成する４辺の中央部分に、カバー部材１１５及びスカート部材１１４を固定する際の位置決めを行う突出辺部１１１１を有する。この突出辺部１１１１は、スカート部材１１４及びカバー部材１１５が取り付けられた際に、それぞれの切り欠き部１１４１、１１５１に係合する。具体的には、スカート部材１１４は、切り欠き部１１４１を、突出辺部１１１１に係合することにより、ベース部材１１１の外周縁に外嵌して位置決め固定される。カバー部材１１５は、切り欠き部１１５１をベース部材１１１の突出辺部１１１１に係合させるとともに、スカート部材１１４の外周面に外嵌させる。これにより、カバー部材１１５もベース部材１１１の突出辺部１１１１により位置決めされる。

コイル部１１２は、４つのチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄで構成され、突出部１１１ａを囲繞するようにベース部材１１１に配置される。コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）は、コイルの巻回軸を、ベース部材１１１とヨーク（保持部材）１２０との対向方向（ここでは、Ｚ方向）に向けて配設されている。コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）には、給電部１１１ｂを介して給電が行われる。

チルトコイル１１２Ａ、１１２ＣはＸ方向に対向し、可動体１２を、Ｙ軸を中心に回転揺動（θＹ）させる場合に使用される。チルトコイル１１２Ｂ、１１２ＤはＹ方向に対向し、可動体１２を、Ｘ軸を中心に回転揺動（θＸ）させる場合に使用される。

ＯＩＳ用プリント配線基板１１３は、コイル部１１２に給電するための電源ライン（図示略）を有する。ＯＩＳ用プリント配線基板１１３は、ベース部材１１１の底面に固定され、電源ラインは、ベース部材１１１の給電部１１１ｂに電気的に接続される。

スカート部材１１４は、４つの壁体１１４ｂを矩形枠状に連結した部材であり、撮像モジュール１４の受容口１１４ａを有する。スカート部材１１４は、ベース部材１１１の突出辺部１１１１に対応する位置、つまり、スカート部材１１４の各壁体１１４ｂの下端部の中央部分に、切り欠き部１１４１を有する。スカート部材１１４の各壁体１１４ｂの上部には、各上部から内側に僅かに張り出して形成された矩形枠状の規制部１１４ｄを有し、規制部１１４ｄは、枠状内、つまり、スカート部材１１４の受容口１１４ａ内に配置される可動体１２が過剰に傾斜するのを防止する。

スカート部材１１４は、ベース部材１１１に弾性支持部１３を介して可動体１２が取り付けられた後、ベース部材１１１の外周縁に外嵌することにより固定される。ベース部材１１１とスカート部材１１４との間に可動体１２が挟装されることになる。

カバー部材１１５は、上面の蓋部分に開口（開口部）１１５ａを有する有蓋矩形筒状の部材である。カバー部材１１５は、開口部１１５ａを介して撮像モジュール１４のレンズ部１４１を外部に臨ませる。カバー部材１１５は、筒状の周壁部分の下端部に、ベース部材１１１の突出辺部１１１１に対応する位置に形成された切り欠き部１１５１を有する。

カバー部材１１５は、ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４が搭載された後、スカート部材１１４に外嵌して、切り欠き部１１５１をベース部材１１１の突出辺部１１１１に係合させることによりベース部材１１１に固定される。カバー部材１１５の一側面には、撮像モジュール用プリント配線基板１４３を外部に引き出すための引出口１１５ｂが形成されている。引出口１１５ｂは、カバー部材１１５の一側面の一部を加工して外方に張り出すフード部１１５ｃを形成することによって、フード部１１５ｃの下方に形成されている。

可動体１２は、固定体１１に対してＸ軸及びＹ軸を中心に揺動回転する。可動体１２は、ヨーク（保持部材）１２０、マグネット部１２２、及び位置決めプレート１２６を有する。ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４を実装する際、ヨーク１２０は、撮像モジュール１４を直接保持する。撮像モジュール１４は、例えば両面テープ或いは樹脂製の接着剤等によって、ヨーク１２０の上面に接着される。この構成により、特許文献１に記載のモジュールガイドのような位置決め部材を用いることなく、治具を使用することにより、ヨーク１２０に撮像モジュール１４を高精度で位置決めして固定することができる。

ヨーク１２０は、磁性材料により形成された矩形枠状の部材であり、矩形枠状のヨーク本体（保持部本体）１２１と、ヨーク本体１２１の枠状内側に設けられ、且つ、載置される撮像モジュール１４を固定する平枠状の保持枠部１２１１とを有する。

ヨーク本体１２１は、下面にマグネット部１２２が固定される４つの平板を矩形状に連結した平枠状の上板部１２１ａを有する。ヨーク本体１２１は、上板部１２１ａの外周縁部（具体的には、上板部１２１ａを構成する各平板の外縁部）に沿って、下方に向けて突出し垂れ下がるように形成された外側垂下部１２１ｂを有する。また、ヨーク本体１２１は、上板部１２１ａの内周縁部（具体的には、上板部１２１ａを構成する各平板の内縁部）に沿って、下方に向けて突出し垂れ下がるように形成された内側垂下部１２１ｃを有する。すなわち、ヨーク本体１２１の１辺の断面形状は、ベース部材１１１側に開口する凹状であり、つまり、下方に開口する「Ｕ」字状となっている。この凹状内の底面である上板部１２１ａが、保持枠部１２１１よりもベース部材１１１から離間する位置に位置する。また、ヨーク本体１２１の内側垂下部１２１ｃの下端部に保持枠部１２１１の外周縁部が接合されている。保持枠部１２１１の上面（ヨーク１２０の上面の一部）に、撮像モジュール１４の底面が両面テープ或いは樹脂製の接着剤により固定される。

このように、ヨーク１２０では、マグネット部１２２が固定されるヨーク本体１２１の上板部１２１ａは、内側垂下部１２１ｃを介して、撮像モジュール１４が固定される保持枠部１２１１より外周側で、且つ、保持枠部１２１１よりも高い位置に位置している。つまり、上板部１２１ａは、保持枠部１２１１の周囲で、保持枠部１２１１よりもベース部材１１１からＺ方向に離れた位置に配置されている。

この構成により、保持枠部１２１１と上板部１２１ａとの間には、保持枠部１２１１を上板部１２１ａよりもベース部材１１１に近接させる段差が形成され、ヨーク１２０全体では、中央に凹状部が形成され、この凹部内に撮像モジュール１４が固定される。このヨーク１２０によって、マグネット部１２２及びコイル部１１２を有する磁気回路の撮像モジュール１４に対する磁気干渉を防止している。

マグネット部１２２は、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄに対応する、直方体状の４つの永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄで構成される。永久磁石の代わりに電磁石を用いてもよい。永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの大きさは、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの内側に収まる程度とされる。

永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、ヨーク１２０のそれぞれの平板の下面に、着磁方向がＺ方向となるように配置され、例えば接着により固定される。ここでは、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄを所定の位置に配置されるように形成された位置決めプレート１２６を介して固定されている。位置決めプレート１２６は、磁性材料或いは非磁性材料で形成され上板部１２１ａの下面の形状に対応した形状をなし、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの配置箇所に対応した４つのスリットが形成されている。この位置決めプレート１２６を上板部１２１ａの下面に両面テープ或いは接着剤等により固定し、位置決めプレート１２６の各スリットに永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄを上板部１２１ａの下面に接触させつつ填め込む。これにより、ヨーク１２０に対して永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは高精度で位置決めされて固定される（図６〜図８参照）。

また、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、ヨーク１２０の内側垂下部１２１ｃと外側垂下部１２１ｂの間に位置する。ここでは、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、内側垂下部１２１ｃと外側垂下部１２１ｂのそれぞれに対してギャップを設けた位置で、それぞれに対向する。

マグネット部１２２とヨーク１２０（詳細にはヨーク本体１２１）との間にコイル部１１２が位置する（図５、６参照）。マグネット部１２２は、コイル部１１２の巻線の巻回軸上に位置する。マグネット部１２２及びコイル部１１２は、ヨーク１２０及びベース部材１１１において、コイル部１１２の中央部を撮像モジュール１４の接着方向に沿って開口させ、このコイル部１１２の中央部にマグネット部１２２が突出するように配置されている。

具体的には、外側垂下部１２１ｂと永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄとの間、及び内側垂下部１２１ｃと永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄの間にチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄが位置する。このように、コイル部１１２の周囲はヨーク１２０によって覆われるので、コイル部１１２の通電電流による磁界に起因して、撮像モジュール１４のＡＦ用アクチュエーターが悪影響を受けるのを回避できる。

また、マグネット部１２２及びコイル部１１２、つまりこれらを有する磁気回路部が、撮像モジュール１４の下端部と保持枠部１２１１の外周側（具体的には、ＸＹ方向側）に位置する。つまり、マグネット部１２２及びコイル部１１２を有する磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部と保持枠部１２１１の真下には配置されていない。すなわち、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）及びコイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）は、撮像モジュール１４の下端部とヨーク１２０の保持枠部１２１１とのＸＹ方向の外周側で、ベース部材１１１上に配置されている。

弾性支持部１３は、２軸ジンバル機構を有する矩形状の部材（いわゆるジンバルばね）で構成される。図８は、弾性支持部の説明に供する図であり、弾性支持部が取り付けられたヨークの底面図である。

弾性支持部１３は、図８に示すように、中央部１３ａと、中央部１３ａに内側ジンバル１３ｂを介在して連接されＸ軸及びＹ軸を中心に回転揺動する外側ジンバル１３ｃを有する。なお、図８では、弾性支持部１３であるジンバルを、他の構成部材と差別化するためにハッチングで示している。図８に示すように、中央部１３ａは矩形枠状を有し、内側ジンバル１３ｂは入り組んだ湾曲形状を有する。外側ジンバル１３ｃは、ここでは２本の細長板状を有し、中央部１３ａで互いに対向する一対の辺部の外側に、それぞれの辺部と平行に配置されている。外側ジンバル１３ｃの中央部で内側ジンバル１３ｂの一端と接合されている。なお、内側ジンバルの他端は中央部１３ａに接合されている。

弾性支持部１３の中央部１３ａが、ベース部材１１１の突出部１１１ａに外嵌して接着または溶接される。これにより、弾性支持部１３では、図７に示すように、中央部１１１ａより外周側の部分は、ベース部材１１１の上面から所定間隔して位置した状態となる。なお、この所定間隔は、弾性支持部１３が可動するＸ方向、Ｙ方向の中心軸回りに回動する際の可動範囲となる。また、図８に示すように、弾性支持部１３の外側ジンバル１３ｂは、ヨーク１２０の保持枠部１２１１の下面の平行な一対の辺部に接着または溶接される。これにより、可動体１２は、ベース部材１１１の略中央に浮遊した状態で配置され、Ｘ軸及びＹ軸を中心として揺動回転可能となる。弾性支持部１３は、ベース部材１１１に接着により固定されるので、特許文献１に記載のストッパーのような係止部材は必要ない。また、撮像モジュール１４が上面に接着された保持枠部１２１１の下面に、弾性支持部１３が、外側ジンバル１３ｃを介して取り付けられている。弾性支持部１３と撮像モジュール１４とのＺ方向に離れた長さは、ほぼ保持枠部１２１１の厚み分となる。これにより、カメラモジュール１００自体のＺ方向の長さの短縮化、つまり、カメラモジュール１００の低背化を図ることができる。

撮像モジュール１４は、レンズ部１４１、撮像素子（図示略）、ＡＦ用アクチュエーター１４２、及び撮像モジュール用プリント配線基板１４３を有する。

撮像素子（図示略）は、例えばＣＣＤ（charge coupled device）型イメージセンサー、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）型イメージセンサー等により構成される。撮像素子（図示略）は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３に実装される。撮像素子（図示略）は、レンズ部１４１により結像された被写体像を撮像する。

ＡＦ用アクチュエーター１４２は、例えばＡＦ用ボイスコイルモーターを有し、ＡＦ用ボイスコイルモーターの駆動力を利用して、レンズ部１４１を光軸方向に移動させる。ＡＦ用アクチュエーター１４２には、公知の技術を適用できる。

撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ここでは、可撓性を有するフレキシブルプリント基板（Flexible printed circuits）により構成される。撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ＡＦ用アクチュエーター１４２のコイル部（図示略）に給電するための電源ライン（図示略）及び撮像素子から出力される映像信号用の信号ライン（図示略）を有する。撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、ＯＩＳ用アクチュエーターＡに撮像モジュール１４を搭載したときに、図７に示すように、スカート部材１１４の内側からスカート部材１１４を乗り超えて、カバー部材１１５の引出口１１５ｂを介して外部に引き出される。詳細には、撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、撮像モジュール１４の下面から上方に延出し、スカート部材１１４から所定間隔を空けた上方で、スカート部の外側に向かって延びるように折曲され、カバー部材１１５の引出口１１５ｂから外部に延出している。引き出された撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、固定体１１のリジッドＦＰＣ１１７に接続される。このように、撮像モジュール用プリント配線基板１４３は、可動体１２に設けられた構成であるが、可撓性を有するため、可動体１２の可動を妨げることはない。なお、撮像モジュール用プリント配線基板１４３を途中で枝分かれさせて、電源ラインと、映像信号用の信号ラインとに別々のコネクタを装着するようにしてもよい。

ＯＩＳ用アクチュエーターＡにおいては、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）及びコイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）を有する磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部及びヨーク１２０の保持枠部１２１１に対して、ＸＹ方向の外周側で、ベース部材１１１上に配置される。

磁気回路部は、撮像モジュール１４の下端部及びヨーク１２０の保持枠部１２１１にＸＹ方向で、磁気回路部の一部が重なる位置に配置される。つまり、マグネット部１２２及びコイル部１１２の一方（ここでは、マグネット部１２２）がＸ方向及びＹ方向で重なる位置に配置されている。ここでは、マグネット部１２２を構成する永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、コイル部１１２を構成するチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの上方で、且つ、チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ内側に一部を挿入して位置された状態で配置する。これにより、永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄは、それぞれ対応するチルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの上方で、各チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄの巻回軸方向（Ｚ方向）に沿って配置されている。

このように配置されるマグネット部１２２及びコイル部１１２を有するＯＩＳ用ボイスコイルモーターにおいて、コイル部１１２に電流が流れていない初期状態では、撮像モジュール１４（可動体１２）は、光軸がＺ方向と一致する中立位置に保持される。ここで、可動体１２を固定体１１に取り付けた際に、撮像モジュール１４（可動体１２）が自重だれ等により中立位置からオフセットしている場合、位置ずれ検出部４０で検出したオフセット位置を用いて、ドライバＩＣ６０を介して可動体１２の位置を補正して、光軸をＺ方向と一致する中立位置に位置させる。

コイル部１１２に電流が流れると、マグネット部１２２の磁界とコイル部１１２に流れる電流との相互作用により、コイル部１１２にＺ方向のローレンツ力が生じる（フレミング左手の法則）。コイル部１１２は固定されているので、可動体１２であるマグネット部１２２に反力が働く。この反力がＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力となる。

具体的には、Ｘ軸方向に対向するチルトコイル１１２Ａ、１１２Ｃに互いに逆向きの電流を流すと、永久磁石１２２Ａ、１２２ＣにはＺ方向において互いに逆向きの力が働く。したがって、撮像モジュール１４を含む可動体１２は、弾性支持部１３の中央部１３ａを支点として、Ｙ軸を中心に揺動回転する。同様に、Ｙ軸方向に対向するチルトコイル１１２Ｂ、１１２Ｄに互いに逆向きの電流を流すと、撮像モジュール１４を含む可動体１２は、弾性支持部１３の中央部１３ａを支点として、Ｘ軸を中心に揺動回転する。ＯＩＳ用ボイスコイルモーターの駆動力（マグネット部１２２に働く力）と、弾性支持部１３の復元力が釣り合うまで、可動体１２は揺動回転する。

このとき、可動体１２の揺動回転によって、撮像モジュール１４の振れが相殺されるように、位置ずれ検出部４０の検出結果に基づいてコイル部１１２の通電電流が制御される。これにより、手振れによる光軸のズレが補正され、光軸方向が一定に保持される。

また、スカート部材１１４の規制部１１４ｄによって可動体１２の揺動回転が規制されるので、落下衝撃等によって可動体１２が過剰に揺動回転するのを防止することができる。

振れ検出部１５は、リジッドＦＰＣ１１７上に中継基板３０を介して実装されており、カメラモジュール１００の振れ（動き）を検出する。振れ検出部１５は、例えばカメラモジュール１００、すなわち、カメラモジュール１００が搭載された電子機器（ここではスマートフォン）の角速度を検出するジャイロセンサーで構成される。振れ検出部１５は、少なくとも光軸Ｏに対して直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向の振れを検出する。

振れ検出部１５の検出信号は、中継基板３０及びリジッドＦＰＣ１１７を介して制御部に出力される。制御部は、この検出信号と、位置ずれ検出部４０（ホール素子４０ａ、４０ｂ）の検出信号とに基づいてドライバＩＣ６０を介してコイル部１１２の通電電流を制御する。なお、制御部（図示略）は、撮像モジュール用プリント配線基板１４３に実装するようにしてもよいし、リジッドＦＰＣ１１７に実装するようにしてもよい。また、プリント配線基板を介してスマートフォンＭに実装されている制御部を利用するようにしてもよい。

図９は、中継基板３０の説明に供する図であり、図９Ａは、中継基板３０の平面図、図９Ｂは同中継基板の部分断面図、図９Ｃは、中継基板の底面図である。
中継基板３０は、リジッドＦＰＣ１１７上に実装されるとともに、その表面３０ａには振れ検出部１５であるジャイロセンサーが実装される。

中継基板３０は、リジッドＦＰＣ１１７よりも剛性が高くリジッドＦＰＣ１１７の変形に追従しない材料で形成される。中継基板３０は、断熱性、絶縁性を有することが望まし。中継基板３０は、例えばセラミック基板であり、絶縁性、断熱性表裏面とも平滑なフラット面として形成されることが好ましい。中継基板３０は、振れ検出部１５であるジャイロセンサーと、リジッドＦＰＣ１１７における回路バターンとを電気的に接続する。

中継基板３０は、表面３１にジャイロセンサーの出力端子または固定端子に対応したパッド３２が形成され、下面側には、表面３１のパッド３２に配線される外部端子部３３が形成されている。中継基板３０は、セラミック基板であることから、絶縁性、断接性を有するとともに、厚みを有して構成することができる。また、セラミック基板であれば、基板本体にメッキ電極処理により電極を形成できる。ここでは、中継基板３０は、複数層からなる平面視矩形状に形成されており、表面３１を構成する表面層３０ａ、２つの中間層３０ｂ、３０ｃ及び裏面層３０ｄを有する。

各層３０ａ〜３０ｄには厚み方向にそれぞれ対応して接続されるパッド、配線が形成されている。特に、中間層３０ｃ、裏面層３０ｄの外周には、半円状の切欠部が形成されている。この切欠部にメッキ電極処理（例えば、金メッキ）が施されることで外部端子部３３を構成している。すなわち、外部端子部３３はそれぞれ、各層３０ａ〜３０ｄの配線、パッドを介して、対応する表面３１のパッド３２に接続されている。

この外部端子部３３は側方に開口する円弧状であるので、この円弧内に端子を配置、つまり、中継基板３０の側方で端子を接続することができる。これにより、外部端子部３３を、リジッドＦＰＣ１１７において対応する回路パターン上に配置して、外部端子部３３の側方から、半田で容易に接続できる。

本実施の形態では、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５を、撮像モジュール１４の側面に設けることなく、カメラモジュール１００のリジッドＦＰＣ１１７上に実装し、手振れ角度、つまり、カメラモジュール１００自体の角度を検出して制御部に出力する。制御部では、その角度相当のホール素子４０ａ、４０ｂからの出力（ホール出力値）を得るように、ドライバＩＣ６０介してコイル部１１２の通電電流を制御し、可動体１２を可動（チルト）させて、手振れを補正する。

図１０は、可動体１２の角度（可動体１２に固定される撮像モジュールの角度と同義）と、ホール出力値の関係の説明に供する図である。図１０では、補正値を加えてＸ軸方向で検出した値を「〇」のグラフで示し、補正値を加えてＹ軸方向で検出した値を「□」のフラグで示す。

図１０に示すように、オフセットすることはあるもののホール素子４０ａ、４０ｂの出力とｘｔｉｌｔ量（ｘの可動量）とはリニアに出力される関係を有する。

また、ＡＦ用アクチュエーター１４２の側面にジャイロセンサーが取り付けられている場合、ＡＦ用アクチュエーター１４２の駆動時の発熱によっては、ジャイロセンサーに熱が伝達されて温度ドリフトが発生する可能性があるがこれを回避できる。

なお、中継基板３０への振れ検出部１５の実装、または、リジッドＦＰＣ１１７への中継基板３０の実装は、互いを電気的に接続するも半田ペーストを用いて行っても良い。

また、従来のカメラモジュール２（図１、図２参照）では、振れ検出部２５が可動体２２（モジュールガイド２２４）に取り付けられる一方、振れ検出部２５の検出信号は固定体２１となるＯＩＳ用プリント配線基板２１３を介して出力される。ＯＩＳ用プリント配線基板２１３によって可動体２２の揺動回転が阻害され、チルト動作の感度が低下するため、ＯＩＳ用アクチュエーターの駆動力が必然的に大きくなる。

これに対して、本実施の形態に係るカメラモジュール１００においては、振れ検出部１５は、可動体１２（具体的には、撮像モジュール１４）には取り付けられておらず、固定体１１側のリジッドＦＰＣ１１７に実装されている。そして、カメラモジュール１００における撮像モジュール１４の傾き検出を振れ検出部１５で行わず、振れ検出部１５で検出したカメラモジュール１００自体の傾きを検出することで、手振れ角度を検出し、この角度相当の検出信号（ホール出力値）を、位置ずれ検出部４０で検出されるように、ドライバＩＣ６０を介してコイル部１２２の通電電流を制御して、可動部１２を可動する。

これにより、撮像モジュール１４に振れ検出部（ジャイロセンサー）１５を取り付けることなく、手振れ補正を行うことができる。

また、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５を実装するためのＦＰＣも必要なくなり工数削減を図ることができる。スカート部材１１４内で可動する撮像モジュール１４の可動領域を設定する際に、振れ検出部１５が搭載されない分、撮像モジュール１４の可動領域を大きくすることができ、手振れ補正の範囲を大きくできる。

また、撮像モジュール１４に、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５を実装しないので、振れ検出部（ジャイロセンサー）１５を実装するためのＦＰＣも必要なくなり工数削減を図ることができる。

また、固定体１１のＯＩＳ用プリント配線基板１１３をコイル部１１２への給電のためだけに用いることができ、別途電源ラインを用意することで、省略することもできる。これにより、低コスト化、省スペース化を図ることができる。

また、ヨーク１２０は、撮像モジュール１４の保持枠部１２１１をコイル部１１２及びマグネット部１２２の何れか一方の上板部１２１ａよりもベース部材１１１に近接させる段差を有する。よって、ヨーク１２０における撮像モジュール１４の載置部位をコイル部１１２又はマグネット部１２２の配設部位よりも低くすることができるので、さらなる低背化をより確実に実現することができる。同時に、磁気回路部の高さ、つまり、コイル部１１２とマグネット部１２２との長さが制限されないので、磁気効率の減少、これに伴う消費電力の増加を招くことがない。すなわち、磁気回路部の構成に必要な高さスペースを、撮像モジュール１４の側面に振れ検出部１５が取り付けられていないので、そのスペースの分、撮像モジュール１４の外周空間を利用して確保でき、磁気回路部自体の構成を、高さ方向に大きくできる。例えば、コイル部１１２（チルトコイル１１２Ａ〜１１２Ｄ）の巻き数を増やして高さ（Ｚ方向の長さ）を高くしたり、マグネット部１２２（永久磁石１２２Ａ〜１２２Ｄ）のＺ方向の長さを長くしたりできる。これにより、より磁力を大きくすることができ、磁気効率の増加や低消費電力化を図ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、固定体１１がコイル部１１２を有し、可動体１２がマグネット部１２２を有する、いわゆるムービングマグネット方式のアクチュエーターについて説明したが、本発明は、固定体がマグネット部を有し、可動体がコイル部を有する、いわゆるムービングコイル方式のアクチュエーターにも適用できる。この場合、ヨークも固定体に配置されることとなる。

また、実施の形態では、Ｘ軸を中心に可動体１２を揺動回転させるボイスコイルモーターとして、チルトコイル１１２Ａ、永久磁石１２２Ａ及びチルトコイル１１２Ｃ、永久磁石１２２Ｃの２組を配置し、Ｙ軸を中心に可動体１２を揺動回転させるボイスコイルモーターとして、チルトコイル１１２Ｂ、永久磁石１２２Ｂ及びチルトコイル１１２Ｄ、永久磁石１２２Ｄの２組を配置しているが、それぞれ少なくとも１組が配置されていればよい。

位置ずれ検出部４０は、固定体１１上で、可動体１２の底面に対向して配置されている。これにより、位置ずれ検出部４０は、占有スペースを極力小さくして、手振れ補正を可能にする。

また、アクチュエーターＡを構成する各部品は、耐熱性の高い材料で構成されるのが好ましい（特にマグネット部１２２）。これにより、リフロー方式による半田付けに対応できる。また、ノイズ対策として、カメラモジュール１００の外側に導電性のシールドケースを設けるようにしてもよい。

実施の形態では、カメラモジュール１００を備えるカメラ搭載装置の一例として、カメラ付き携帯端末であるスマートフォンを挙げて説明したが、本発明は、情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置として適用できる。例えば、本発明は、カメラ搭載装置として、カメラ付き携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、ｗｅｂカメラ等にも適用できる。また、本発明は、カメラ搭載装置として、自動車又はカメラ付き車載装置（例えば、バックモニター装置、ドライブレコーダー装置）等にも適用できる。図１１は、車載用のカメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載する自動車Ｃを示す図である。図１１Ａは自動車Ｃの正面図であり、図１１Ｂは自動車Ｃの後方斜視図である。自動車Ｃは、例えば車載用カメラモジュールＶＣとして、実施の形態で説明したカメラモジュール１００を搭載する。この車載用カメラモジュールＶＣは、バックモニター用、ドライブレコーダー用、衝突回避制御用、自動運転制御用等として使用される。

今回開示された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と考えられるべきである。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が含まれることが意図される。

１１ 固定体
１２ 可動体
１３ 弾性支持部（支持部）
１３ａ 中央部
１３ｂ 内側ジンバル
１３ｃ 外側ジンバル
１４ 撮像モジュール（被駆動部）
１５ 振れ検出部
３０ 中継基板
３１ 表面
３２ パッド
３３ 外部端子部
４０ 位置ずれ検出部
４０ａ、４０ｂ ホール素子
６０ ドライバＩＣ
１００ カメラモジュール
１１１ ベース部材
１１１ａ 突出部
１１２ コイル部
１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ チルトコイル
１１３ プリント配線基板
１１４ スカート部材（カバー部材）
１１４ａ 受容口
１１４ｄ 規制部
１１５ カバー部材
１１５ａ 開口
１１７ リジッドＦＰＣ
１２１ｂ 外側垂下部
１２１ｃ 内側垂下部
１２２ マグネット部
１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ 永久磁石
１４１ レンズ部
１４２ ＡＦ用アクチュエーター

Claims (9)

1. コイル部及びマグネット部を有するボイスコイルモーターの駆動力によって、被駆動部を傾斜させて振れ補正を行うアクチュエーターであって、
   ベース部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記ベース部材に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか一方を配設して形成される固定体と、
   前記ベース部材とは反対側の面に前記被駆動部が載置される枠状の保持部材を有し、前記被駆動部の外周側で前記保持部材の前記ベース部材側の面に前記コイル部及び前記マグネット部の何れか他方を配設して形成される可動体と、
   前記ベース部材に配置され、前記固定体に対して前記可動体を傾斜可能に支持する支持部と、を備え、
   前記固定体には、前記固定体の振れを検出するジャイロセンサーと、前記被駆動部が備えるレンズ部の光軸に直交する第１の方向の移動に伴う第１の位置を検出する第１のホール素子と、前記第１の方向と直交する第２の方向の移動に伴う第２の位置を検出する第２のホール素子と、が設けられ、
   前記ジャイロセンサーにより検出される前記固定体の振れと、前記第１及び第２のホール素子による検出位置とに基づいて前記被駆動部の振れを補正し、
   前記保持部材は、前記被駆動部の載置部位を前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方の配設部位よりも前記ベース部材に近接させる段差を有する、
   アクチュエーター。
2. 前記保持部材は、磁性材料からなるヨークである、
   請求項１記載のアクチュエーター。
3. 前記保持部材は、
   前記被駆動部の底面が固着される平枠状の保持枠部と、
   前記保持枠部の外縁から外周側に設けられ、且つ、前記ベース部材側に開口する凹状に形成され、この凹状内の底面が、前記保持枠部よりも前記ベース部材から離間する位置に位置する保持部本体と、
   を有し、
   前記保持部本体は、前記底面で、前記コイル部及び前記マグネット部の前記何れか一方を固定して保持する、
   請求項１または２に記載のアクチュエーター。
4. 前記固定体は、前記ベース部材の周縁部に固定される枠状のカバー部材を更に有し、
   前記可動体は、前記ベース部材と前記カバー部材との間に挟装されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
5. 前記コイル部は、前記コイル部のコイルの巻回軸を、前記ベース部材と前記保持部材との対向方向に向けて配設され、
   前記マグネット部は、前記コイル部の中央部に突出するように配設される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエーター。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のアクチュエーターと、
   レンズ部及び撮像素子を有し、前記被駆動部として前記保持部材に接着される撮像モジュールと、
   を備える、
   カメラモジュール。
7. 前記ジャイロセンサーから出力される検出信号に基づいて、前記コイル部への給電を制御する制御部を備える、
   請求項６に記載のカメラモジュール。
8. 前記撮像モジュールは、オートフォーカス機能を有する、
   請求項６または７に記載のカメラモジュール。
9. 情報機器または輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
   請求項６から８の何れか一項に記載のカメラモジュールを備える、
   カメラ搭載装置。