JP7485961B2 - 光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置に関する。

従来、スマートフォンやデジタルカメラなど、カメラモジュールを搭載した薄型のカメラ搭載装置が知られている。カメラモジュールは、１以上のレンズを有するレンズ部と、レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像素子とを備える。

又、レンズ部よりも前段に設けられた光路屈曲部材であるプリズムにより、第一光軸に沿う被写体からの光を第二光軸の方向に屈曲してレンズ部に導光する屈曲光学系を備えるカメラモジュールも提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示されたカメラモジュールは、オートフォーカスを行うオートフォーカス装置を備えている。このようなカメラモジュールは、ベース、レンズを保持するレンズガイド、ベースに対してレンズガイドを弾性的に支持する弾性支持部材、及びレンズガイドを光軸の方向に移動させるオートフォーカス用アクチュエータを有する。

特開２０１９－１３９２２３号公報

上述のようなカメラ用アクチュエータの場合、弾性支持部材は、レンズガイドをベースに対して支持する機能とともに、カメラモジュールに加わる衝撃を吸収する機能を有する。このような弾性支持部材として、レンズガイドの駆動性への影響が小さく、且つ、耐久性が高い弾性支持部材が求められている。レンズガイドの駆動性への影響を小さくするためには、弾性支持部材の幅寸法を小さくすることが考えられるが、弾性支持部材の幅寸法が小さいと、耐久性が低下してしまう可能性がある。

本発明の目的は、レンズガイドの駆動性への影響が小さく且つ高い耐久性を有する弾性支持部材を備えた光学アクチュエータ、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。

本発明に係る光学アクチュエータの一態様は、
固定側部材と、
前記固定側部材から離間して配置され、レンズ部を保持し、駆動部の動力により移動する可動側部材と、
前記可動側部材を前記固定側部材に支持する弾性支持部材と、を備え、
前記弾性支持部材は、
前記可動側部材に固定される内側固定部と、
前記固定側部材に固定される外側固定部と、
第一の光軸直交方向において互いに離間して配置され、それぞれの内側端部が前記第一の光軸直交方向において互いに異なる位置で前記内側固定部に接続し、それぞれの外側端部が前記第一の光軸直交方向において互いに異なる位置で前記外側固定部に接続し、前記内側端部と前記外側端部との間で全長にわたり湾曲したそれぞれの蛇行部が前記第一の光軸直交方向において互いに対称な形状を有し、間隔を空けた状態で互いに沿うように配置された少なくとも一対の線状部によりそれぞれ構成された、第一弾性変形部及び第二弾性変形部と、
前記第一弾性変形部の前記蛇行部と前記第二弾性変形部の前記蛇行部とを、前記第一の光軸直交方向において接続する接続部と、
を有する。

本発明に係るカメラモジュールの一態様は、上述の光学アクチュエータと、レンズ部よりも後段に配置された撮像素子と、を備える。

本発明に係るカメラ搭載装置の一態様は、上述のカメラモジュールと、当該カメラモジュールを制御する制御部と、を有する。

本発明によれば、レンズガイドの駆動性への影響が小さく且つ高い耐久性を有する弾性支持部材を備えた光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置を提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係るカメラモジュールを模式的に示す斜視図である。 図２は、カバーを省略したカメラモジュールの斜視図である。 図３は、カバー及びセンサ保持部を省略したカメラモジュールの斜視図である。 図４は、カバー及びレンズガイドを省略したカメラモジュールの斜視図である。 図５は、レンズガイド及びレンズガイドに固定された部材を示す斜視図である。 図６は、レンズガイド及びレンズガイドに固定された部材を示す斜視図である。 図７は、スプリングの斜視図である。 図８Ａは、カメラモジュールを搭載したカメラ搭載装置の一例を示す図である。 図８Ｂは、カメラモジュールを搭載したカメラ搭載装置の一例を示す図である。 図９Ａは、車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す図である。 図９Ｂは、車載用カメラモジュールを搭載するカメラ搭載装置としての自動車を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、後述する実施形態に係る光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置は、本発明に係る光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置の一例であり、本発明は実施形態により限定されない。

［実施形態］
図１～図７を参照して、本発明の実施形態に係るカメラモジュール１について説明する。カメラモジュール１は、例えば、スマートフォンＭ（図８Ａ及び図８Ｂ参照）、携帯電話機、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、及び薄型のカメラ搭載装置（車載カメラ等）に搭載される。スマートフォンＭは、２つの背面カメラＯＣ１、ＯＣ２からなるデュアルカメラを有する。本実施形態に係るカメラモジュール１は、背面カメラＯＣ１、ＯＣ２のうちの少なくとも一方のカメラに適用される。

カメラモジュール１は、光路屈曲モジュール２、レンズモジュール３、及び撮像素子モジュール９を備える。尚、本発明に係る光学アクチュエータ、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置は、後述する全ての構成を備えてもよいし、一部の構成を備えなくてもよい。

以下、本実施形態のカメラモジュール１を構成する各部については、カメラモジュール１に組み込まれた状態を基準として説明する。又、本実施形態のカメラモジュール１の構造を説明するにあたり、各図に示す直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用する。

本実施形態において、Ｚ方向は、第一方向の一例に該当する。又、Ｘ方向は、第二方向の一例に該当する。Ｙ方向は、第三方向の一例に該当する。又、ＸＹ平面は、第一方向に直交する面である。ＹＺ平面は、第二方向に直交する面であり、ＸＺ平面は、第三方向に直交する面である。

カメラモジュール１は、カメラ搭載装置で実際に撮影が行われる場合に、例えばＸ方向が左右方向、Ｙ方向が上下方向、Ｚ方向が前後方向となるように搭載される。被写体からの光（入射光）は、図１に一点鎖線α（第一光軸とも称する。）で示されるように、Ｚ方向＋側（プラス側）から光路屈曲モジュール２のプリズム２１に入射する。プリズム２１は、光路屈曲部材の一例に該当する。

プリズム２１に入射した光（出射光）は、図１に一点鎖線β（第二光軸とも称する。）で示されるように、プリズム２１の光路屈曲面で屈曲して、プリズム２１よりも後段（Ｘ方向－側）に配置されたレンズモジュール３のレンズ部３４へと導光される。

そして、レンズ部３４により結像された被写体像が、レンズモジュール３よりも後段に配置された撮像素子モジュール９（図１参照）により撮像される。本実施形態のカメラモジュール１において光路屈曲モジュール２及び撮像素子モジュール９の構成は、従来から知られている種々の構成を採用できる。以下、レンズモジュール３の具体的な構成について説明する。

レンズモジュール３は、カバー３１、ベース３２、ＦＰＣ３３、レンズ部３４、及びＡＦ装置４を有する。

図１に示すように、カバー３１は、例えば合成樹脂製又は非磁性金属製であり、前後方向両側及び下側が開口した箱状部材である。

ベース３２は、固定側部材の一例に該当し、カバー３１と組み合わされることにより、レンズ部３４及びＡＦ装置４を配置可能な収容空間を形成する。ベース３２は、後述のスプリング８ａ～８ｄを介してレンズガイド５を支持している。

ベース３２は、底壁部３２１、左壁部３２２、及び右壁部３２３を有する。

底壁部３２１は、ＸＹ平面に平行な矩形板状である。底壁部３２１は、ベース３２の底部を構成している。

尚、以下、便宜的に、左右方向は、Ｚ方向＋側を上にしてＸ方向＋側からレンズモジュール３を見た場合の左右方向を意味する。よって、Ｙ方向＋側が右側に相当し、Ｙ方向－側が左側に相当する。又、レンズモジュール３において、Ｘ方向＋側は前側に相当し、Ｘ方向－側は後側に相当する。更に、レンズモジュール３において、Ｚ方向＋側は上側に相当し、Ｚ方向－側は下側に該当する。

底壁部３２１には、ＦＰＣ３３がインサート成形されている。ＦＰＣ３３については、後述する。底壁部３２１は、位置検出素子６５を配置するための素子配置部３２１ａ（図４参照）を有する。素子配置部３２１ａは、レンズガイド５のマグネット配置部５４（図６参照）と隙間を介して上下方向に対面している。

底壁部３２１の後端部には、撮像素子モジュール９のセンサ保持部９１が固定されている。

左壁部３２２は、ベースの第一壁部の一例に該当し、ＸＺ平面に平行な板状である。左壁部３２２は、底壁部３２１の左端部から上方に延在している。左壁部３２２は、右側面（内側面とも称する。）に、左側マグネット保持部３２２ａを有する。左側マグネット保持部３２２ａには、後述のＡＦ装置４の左側マグネット６１が固定されている。

右壁部３２３は、ベースの第二壁部の一例に該当し、ＸＺ平面に平行な板状である。右壁部３２３は、底壁部３２１の右端部から上方に延在している。右壁部３２３は、左側面（内側面とも称する。）に、右側マグネット保持部３２３ａを有する。右側マグネット保持部３２３ａには、後述のＡＦ装置４の右側マグネット６２が固定されている。

ＦＰＣ３３は、ＸＹ平面に平行な板状であって、ベース３２の底壁部３２１に固定されている。ＦＰＣ３３は、基板３３１、第一端子部３３２、第一接続部３３３、及び第二接続部３３４を有する。

基板３３１は、ベース３２の底壁部３２１に埋め込まれており、複数の配線（不図示）を有する。

第一端子部３３２は、カメラモジュール１が実装されているセンサ基板９２（図１参照）に接続される複数の端子により構成されている。第一端子部３３２の基端部は、ベース３２の底壁部３２１に埋め込まれている。第一端子部３３２の先端部は、底壁部３２１の左端部から突出している。

第一接続部３３３は、左壁部３２２の後端面の下端部近傍において、ベース３２から露出している（図３参照）。第一接続部３３３は、基板３３１の配線を介して、第一端子部３３２のうち電源のマイナス側に接続された端子に接続されている。第一接続部３３３には、後述のスプリング８ｃの内側固定部８０が、はんだ８６ａを介して接続されている。

第二接続部３３４は、右壁部３２３の後端面の下端部近傍において、ベース３２から露出している（図３参照）。第二接続部３３４は、基板３３１の配線を介して、第一端子部３３２のうち電源のプラス側に接続された端子に接続されている。第二接続部３３４には、後述のスプリング８ｄの内側固定部８０が、はんだ８６ｂを介して接続されている。

第一接続部３３３と第二接続部３３４とは、スプリング８ｃ、接続ライン７ｂ（図５参照）、左側コイル６３、接続ライン７ａ（図５参照）、右側コイル６４、接続ライン７ｃ（図５参照）、及びスプリング８ｄを介して接続されている。

レンズ部３４は、レンズガイド５により保持されている。レンズ部３４は、筒状のレンズバレル、及び、レンズバレルに保持された１以上のレンズを有する。例えば、レンズ部３４は、レンズバレルのＸ方向－側の端部とレンズバレルのＸ方向＋側の端部との間に固定された、たとえば光学３倍以上の望遠レンズ群を有する。

ＡＦ装置４は、オートフォーカスを目的として、レンズ部３４を第二光軸に平行な方向（Ｘ方向）に移動させる。具体的には、ＡＦ装置４は、レンズガイド５、ＡＦアクチュエータ６、複数個（本実施形態の場合４個）のスプリング８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを有する。

レンズガイド５は、レンズ部３４のレンズバレルを保持する。レンズガイド５は、少なくとも第二光軸の方向（Ｘ方向）の移動を可能な状態で、スプリング８ａ～８ｄを介してベース３２に支持されている。レンズガイド５は、ベース３２から上方に離間している。

レンズガイド５は、可動側部材の一例に該当し、前方及び後方が開口した箱状である。レンズガイド５は、底壁部５０、上壁部５１、左壁部５２、及び右壁部５３を有する。

底壁部５０は、ベース３２の底壁部３２１と隙間を介して上下方向に対面している。底壁部５０は、下面にマグネット配置部５４（図６参照）を有する。マグネット配置部５４は、ベース３２の素子配置部３２１ａと上下方向に対面している。マグネット配置部５４には、ヨークを介して位置検出マグネット６６が固定されている。

左壁部５２は、ベース３２の左壁部３２２よりも右側に配置され、ベース３２の左壁部３２２と隙間を介して左右方向に対面している。左壁部５２は、左側面（外側面とも称する。）に、左側コイル固定部５２１を有する。左側コイル固定部５２１には、ＡＦアクチュエータ６の左側コイル６３が固定されている。

右壁部５３は、ベース３２の右壁部３２３よりも左側に配置され、ベース３２の右壁部３２３と隙間を介して左右方向に対面している。右壁部５３は、右側面（外側面とも称する。）に、右側コイル固定部５３１を有する。右側コイル固定部５３１には、ＡＦアクチュエータ６の右側コイル６４が固定されている。

レンズガイド５は、底壁部５０、上壁部５１、左壁部５２、及び右壁部５３により画定される円柱状の空間に、レンズ部３４を保持している。

ＡＦアクチュエータ６は、駆動部の一例に該当し、レンズガイド５を第二光軸の方向（Ｘ方向）に移動させるためのアクチュエータである。

ＡＦアクチュエータ６は、左側マグネット６１、右側マグネット６２、左側コイル６３、右側コイル６４、位置検出マグネット６６、及び位置検出素子６５を有する。

左側マグネット６１と左側コイル６３とが左側のボイスコイルモータを構成し、右側マグネット６２と右側コイル６４とが右側のボイスコイルモータを構成している。つまり、ＡＦアクチュエータ６は、一対のボイスコイルモータにより構成されている。

左側マグネット６１は、ベース３２の左側マグネット保持部３２２ａに、ヨークを介して固定されている。左側マグネット６１は、長手方向が上下方向に一致し、短手方向が前後方向に一致する直方体状の一対のマグネット素子からなる。一対のマグネット素子は、前後方向に隣り合って配置されている。一対のマグネット素子はそれぞれ、左右方向に着磁され、片側に一つの磁極を有する。一対のマグネット素子の磁極の向きは、互いに反対である。左側マグネット６１は、左側コイル６３と隙間を介して左右方向に対面している。

右側マグネット６２は、ベース３２の右側マグネット保持部３２３ａに、ヨークを介して固定されている。右側マグネット６２は、長手方向が上下方向に一致し、短手方向が前後方向に一致する直方体状の一対のマグネット素子からなる。一対のマグネット素子は、前後方向に隣り合って配置されている。一対のマグネット素子はそれぞれ、左右方向に着磁され、片側に一つの磁極を有する。一対のマグネット素子の磁極の向きは、互いに反対である。右側マグネット６２は、右側コイル６４と隙間を介して左右方向に対面している。

左側コイル６３は、ＡＦ時に給電される長円形状のいわゆる空心コイルである。左側コイル６３は、長軸が上下方向に一致した状態で、レンズガイド５の左側コイル固定部５２１に固定されている。左側コイル６３の第一端部は、接続ライン７ａを介して、右側コイル６４の第一端部に接続されている。接続ライン７ａは、左側コイル６３から右側コイル６４に向かってレンズガイド５の上壁部５１の上面に沿うように設けられている。又、左側コイル６３の第二端部は、接続ライン７ｂを介して、スプリング８ｃの外側固定部８１に接続されている。接続ライン７ｂは、左側コイル６３からスプリング８ｃの外側固定部８１に向かって後方に延在している。

右側コイル６４は、ＡＦ時に給電される長円形状のいわゆる空心コイルである。右側コイル６４は、長軸が上下方向に一致した状態で、レンズガイド５の右側コイル固定部５３１に固定されている。右側コイル６４の第二端部は、接続ライン７ｃを介して、スプリング８ｄの外側固定部８１に接続されている。接続ライン７ｃは、右側コイル６４からスプリング８ｄの外側固定部８１に向かって後方に延在している。

位置検出マグネット６６は、レンズガイド５のマグネット配置部５４に、ヨークを介して固定されている。位置検出マグネット６６は、長手方向が左右方向に一致し、短手方向が前後方向に一致する直方体状の一対のマグネット素子からなる。一対のマグネット素子は、前後方向に隣り合って配置されている。一対のマグネット素子はそれぞれ、上下方向に着磁され、片側に一つの磁極を有する。一対のマグネット素子の磁極の向きは、互いに反対である。位置検出マグネット６６は、位置検出素子６５と隙間を介して上下方向に対面している。

位置検出素子６５は、ベース３２の素子配置部３２１ａに配置された状態で、ＦＰＣ３３の基板３３１に固定されている。位置検出素子６５は、基板３３１の配線及び第一端子部３３２の端子を介して、電源及びセンサ基板９２に実装された制御部９３に接続されている。

位置検出素子６５は、位置検出マグネット６６の磁束を検出し、検出値を、制御部９３に送る。本実施形態の場合、位置検出素子６５は、位置検出素子６５の検出面を通過する磁束の変化を検出する。レンズガイド５が、第二光軸の方向に平行な方向（Ｘ方向）の移動距離がゼロである基準位置から第二光軸に平行な方向（Ｘ方向）に移動すると、レンズガイド５とともに、位置検出マグネット６６が移動して、位置検出素子６５の検出面を通過する磁束が変化する。制御部９３は、位置検出素子６５から受け取った検出値に基づいて、位置検出マグネット６６（レンズガイド５）の、第二光軸に平行な方向（Ｘ方向）における位置を算出する。

以上のような構成を有するＡＦアクチュエータ６の場合、左側コイル６３及び右側コイル６４に電流が流れると、左側コイル６３及び右側コイル６４をＸ方向に移動させるローレンツ力が生じる。その結果、左側コイル６３及び右側コイル６４が固定されたレンズガイド５が、Ｘ方向に移動する。このようにしてオートフォーカスが実行される。

以上のように、本実施形態に係るＡＦアクチュエータ６は、左側コイル６３及び右側コイル６４が可動側部材であるレンズガイド５に固定されるとともに、左側マグネット６１及び右側マグネット６２が固定側部材であるベース３２に固定されたムービングコイル型のアクチュエータである。左側コイル６３及び右側コイル６４の重量は、左側マグネット６１及び右側マグネット６２の重量と比べて小さいため、ムービングマグネット型のアクチュエータと比べて、オートフォーカスの際に移動する部材の総重量を小さくできる。この結果、ＡＦアクチュエータ６の小型化やカメラモジュール１の省電力化を図ることができる。

スプリング８ａ～８ｄはそれぞれ、弾性支持部材の一例に該当し、レンズガイド５をベース３２に弾性的に支持する機能を有する。又、スプリング８ａ～８ｄは、落下等によりカメラモジュール１に衝撃が加わった場合に、この衝撃を吸収する機能を有する。

スプリング８ａは、レンズガイド５の前端部における左端部をベース３２に支持している（図２及び図７参照）。スプリング８ｂは、レンズガイド５の前端部における右端部をベース３２に支持している（図２及び図７参照）。スプリング８ｃは、レンズガイド５の後端部における左端部をベース３２に支持している（図３及び図７参照）。更に、スプリング８ｄは、レンズガイド５の後端部における右端部をベース３２に支持している（図３及び図７参照）。尚、図７は、組付状態における配置のままのスプリング８ａ～８ｄを示す。

スプリング８ａ～８ｄはそれぞれ、図７に示すように、板バネであって、ＹＺ平面に平行な平面上に配置されている。

スプリング８ａとスプリング８ｂとは、左右方向において対称な形状を有する。又、スプリング８ｃとスプリング８ｄとは、左右方向において対称な形状を有する。

先ず、スプリング８ａ、８ｂについて説明する。その後、スプリング８ｃ、８ｄについて説明する。スプリング８ａ～８ｄにおいて共通する構造については、重複する説明を適宜省略する。

スプリング８ａ、８ｂはそれぞれ、内側固定部８０、外側固定部８１、一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂ、及び接続部８５ａを有する。

内側固定部８０は、レンズガイド５に固定されている。具体的には、内側固定部８０は、上側固定部８０１及び下側固定部８０２を有する。

スプリング８ａの上側固定部８０１は、レンズガイド５における左壁部５２の前端面の上端部に固定されている。スプリング８ａの下側固定部８０２は、レンズガイド５における左壁部５２の前端面の下端部に固定されている。スプリング８ａの上側固定部８０１と下側固定部８０２とは、上下方向において間隔を空けて設けられている。

スプリング８ｂの上側固定部８０１は、レンズガイド５における右壁部５３の前端面の上端部に固定されている。スプリング８ｂの下側固定部８０２は、レンズガイド５における右壁部５３の前端面の下端部に固定されている。

外側固定部８１は、ベース３２に固定されている。外側固定部８１は、上下方向に延在する板状である。スプリング８ａの外側固定部８１は、ベース３２における左壁部３２２の前端面に固定されている。又、スプリング８ｂの外側固定部８１は、ベース３２における右壁部３２３の前端面に固定されている。

外側固定部８１の上端部の上下方向における位置は、内側固定部８０の上側固定部８０１の上下方向における位置と同じ又はほぼ同じである。外側固定部８１の下端部の上下方向における位置は、内側固定部８０の下側固定部８０２の上下方向における位置と同じ又はほぼ同じである。

スプリング８ａ、８ｂの一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂはそれぞれ、上下方向に間隔を空けた状態で並んで配置されており、内側固定部８０と外側固定部８１とを接続している。具体的には、上側の弾性変形部８２ａは、上側固定部８０１と外側固定部８１とを接続している。又、下側の弾性変形部８２ｂは、下側固定部８０２と外側固定部８１とを接続している。尚、上側の弾性変形部８２ａは、第一弾性変形部の一例に該当する。又、下側の弾性変形部８２ｂは、第二弾性変形部の一例に該当する。

一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂ同士は、上下方向において対称な形状を有する。つまり、左右方向に平行な仮想直線を軸として弾性変形部８２ａを上下方向に反転させた場合の弾性変形部８２ａの形状は、弾性変形部８２ｂと同じ形状となる。

弾性変形部８２ａ、８２ｂはそれぞれ、間隔を空けた状態で互いに沿うように配置された少なくとも一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ、及び、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの長さ方向における中間部同士を接続する２個の中間接続部８２１ａ、８２１ｂを有する。

尚、線状部の数は、２本に限定されず、２本より多くてもよい。又、中間接続部の数は、２個に限定されず、１個又は３個以上でもよい。又、中間接続部は省略されてもよい。

以下、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの前後方向における寸法を、弾性変形部８２ａ、８２ｂ（一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ）の厚さ寸法と定義する。又、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂにおいて、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの延在方向及び前後方向に直交する方向の寸法を、弾性変形部８２ａ、８２ｂ（一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ）の幅寸法と定義する。

一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ同士は、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの幅方向に間隔を空けた状態で互いに沿うように設けられている。一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ同士の幅方向における間隔は、一定でもよいし、部分的に変化してもよい。

本実施形態の場合、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの厚さ寸法は、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの幅寸法よりも小さい。又、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの前後方向におけるばね定数は、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの前後方向に直交する方向におけるばね定数よりも小さい。このような構成は、スプリング８ａ～８ｄにおいて共通の構成であり、スプリング８ａ～８ｄによるレンズガイド５の駆動性への影響を小さくすることと、スプリング８ａ～８ｄの耐久性を向上することとの両立に寄与する。

以下、弾性変形部８２ａ、８２ｂの具体的な構成について説明するが、以下の説明における弾性変形部なる文言は、一対の線状部なる文言に適宜置き換えられてもよい。

弾性変形部８２ａは、上側固定部８０１に接続された第一端部と、外側固定部８１に接続された第二端部とを有する。第二端部は、外側固定部８１の上下方向におけるほぼ中央部に接続されている。弾性変形部８２ａの第二端部は、弾性変形部８２ａの第一端部よりも下方に配置されている。

弾性変形部８２ｂは、下側固定部８０２に接続された第一端部と、外側固定部８１に接続された第二端部とを有する。第二端部は、外側固定部８１の上下方向におけるほぼ中央部において弾性変形部８２ａの第二端部が接続された位置よりも僅かに下方の位置に接続されている。弾性変形部８２ｂの第二端部は、弾性変形部８２ｂの第一端部よりも上方に配置されている。

弾性変形部８２ａ、８２ｂはそれぞれ、第一端部を含む第一直線部８２１と、第二端部を含む第二直線部８２２と、第一直線部８２１と第二直線部８２２とを接続する蛇行部８２３と、を有する。

第一直線部８２１は、弾性変形部８２ａ、８２ｂそれぞれの第一端部から左右方向に平行な状態で外側固定部８１に向かって延在している。第二直線部８２２は、弾性変形部８２ａ、８２ｂそれぞれの第二端部から左右方向に平行な状態で内側固定部８０に向かって延在している。

蛇行部８２３は、第一直線部８２１と第二直線部８２２との間に設けられ、略Ｓ字状に蛇行している。具体的には、蛇行部８２３は、弾性変形部８２ａ、８２ｂそれぞれの第一端部に近い方から順に、第一湾曲部８２３ａ、第二湾曲部８２３ｂ、及び第三湾曲部８２３ｃを有する。

第一湾曲部８２３ａは、所定の曲率で湾曲している。第二湾曲部８２３ｂは、緩やかに略Ｓ字状に湾曲している。第三湾曲部８２３ｃは、所定の曲率で湾曲している。第一湾曲部８２３ａの曲率と第三湾曲部８２３ｃの曲率とは、同じ又はほぼ同じである。

又、第一湾曲部８２３ａと第二湾曲部８２３ｂ、及び、第二湾曲部８２３ｂと第三湾曲部８２３ｃとの接続部に相当する部分は、弾性変形部８２ａにおいて最大の曲率で湾曲した最大曲率部８２４ａ、８２４ｂである。

一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの長さ方向における中間部同士は、中間接続部８２１ａ、８２１ｂにより、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂの幅方向において接続されている。このような構成は、スプリング８ａ～８ｄにおいて共通する構造であり、スプリング８ａ～８ｄの耐久性の向上、及び、一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ同士の接触の抑制に寄与する。

又、接続部８５ａは、一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂ同士を上下方向に接続している。具体的には、接続部８５ａは、一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂにおける蛇行部８２３（具体的には、第三湾曲部８２３ｃ）同士を上下方向に接続している。

接続部８５ａは、左右方向において複数回折り返した蛇行形状を有し、弾性変形可能である。接続部８５ａの幅寸法は、一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂの幅寸法よりも小さい。このような接続部８５ａの構成は、スプリング８ａ～８ｄにおいて共通の構成である。接続部８５ａは、スプリング８ａ～８ｄの耐久性の向上を図るとともに、一対の弾性変形部８２ａ、８２ｂ全体の振動を抑制している。尚、接続部の形状は、上述の形状に限定されない。例えば、接続部は、緩やかに湾曲した円弧状であってもよい。

次に、スプリング８ｃ、８ｄについて説明する。スプリング８ｃ、８ｄはそれぞれ、内側固定部８３、外側固定部８４、一対の弾性変形部８２ｃ、８２ｄ、及び接続部８５ｂを有する。

内側固定部８３は、レンズガイド５に固定されている。具体的には、内側固定部８３は、上下方向に延在する板状である。スプリング８ｃの内側固定部８３は、レンズガイド５における左壁部５２の後端面に固定されている。又、スプリング８ｄの内側固定部８３は、レンズガイド５における右壁部５３の後端面に固定されている。

スプリング８ｃにおける内側固定部８３の上端部は、接続ライン７ｂの端部にはんだ８６ｃを介して接続されている（図３参照）。よって、スプリング８ｃは、接続ライン７ｂを介して左側コイル６３に接続されている。スプリング８ｄにおける内側固定部８３の上端部は、接続ライン７ｃの端部にはんだ８６ｄを介して接続されている。よって、スプリング８ｄは、接続ライン７ｃを介して右側コイル６４に接続されている。

外側固定部８４は、ベース３２に固定されている。外側固定部８４は、上下方向に延在する板状である。スプリング８ｃの外側固定部８４は、ベース３２における左壁部３２２の後端面に固定されている。又、スプリング８ｄの外側固定部８４は、ベース３２における右壁部３２３の後端面に固定されている。

スプリング８ｃの外側固定部８４の下端部は、ＦＰＣ３３の第一接続部３３３にはんだ８６ａを介して接続されている。又、スプリング８ｄの外側固定部８４の下端部は、ＦＰＣ３３の第二接続部３３４にはんだ８６ｂを介して接続されている。

スプリング８ｃ、８ｄの一対の弾性変形部８２ｃ、８２ｄはそれぞれ、上下方向に間隔を空けた状態で並んで配置されており、内側固定部８３と外側固定部８４とを接続している。具体的には、上側の弾性変形部８２ｃは、内側固定部８３の上端部と外側固定部８１とを接続している。又、下側の弾性変形部８２ｄは、内側固定部８３の下端部と外側固定部８１とを接続している。尚、上側の弾性変形部８２ｃは、第一弾性変形部の一例に該当する。又、下側の弾性変形部８２ｄは、第二弾性変形部の一例に該当する。

弾性変形部８２ｃ、８２ｄはそれぞれ、間隔を空けた状態で互いに沿うように配置された少なくとも一対の線状部８２０ｃ、８２０ｄ、及び、一対の線状部８２０ｃ、８２０ｄの長さ方向における中間部同士を接続する一対の中間接続部８２１ｃ、８２１ｄを有する。一対の線状部８２０ｃ、８２０ｄ及び中間接続部８２１ｃ、８２１ｄの構成は、既述のスプリング８ａ、８ｂにおける一対の線状部８２０ａ、８２０ｂ及び一対の中間接続部８２１ａ、８２１ｂの構成とほぼ同様であるため、説明を省略する。

弾性変形部８２ｃは、内側固定部８３の上端部に接続された第一端部と、外側固定部８４に接続された第二端部とを有する。第二端部は、外側固定部８４の上下方向における上端寄り部分に接続されている。弾性変形部８２ｃの第二端部は、弾性変形部８２ａの第一端部よりも下方に配置されている。

弾性変形部８２ｄは、内側固定部８３の下端部に接続された第一端部と、外側固定部８４に接続された第二端部とを有する。弾性変形部８２ｃの第二端部は、弾性変形部８２ａの第一端部よりも上方に配置されている。又、弾性変形部８２ｄの第二端部は、外側固定部８４において弾性変形部８２ｃの第二端部が接続された位置よりも下方に接続されている。

弾性変形部８２ｃ、８２ｄはそれぞれ、弾性変形部８２ａ、８２ｂと同様に、第一端部を含む第一直線部８２１と、第二端部を含む第二直線部８２２と、第一直線部８２１と第二直線部８２２とを接続する蛇行部８２３と、を有する。

弾性変形部８２ｃ、８２ｄの第一直線部８２１、第二直線部８２２、及び蛇行部８２３の形状は、スプリング８ａ、８ｂにおける弾性変形部８２ａ、８２ｂの第一直線部８２１、第二直線部８２２、及び蛇行部８２３の形状とほぼ同様であるため説明を省略する。又、接続部８５ｂの構成も、スプリング８ａ、８ｂにおける接続部８５ａの構成とほぼ同様であるため、説明を省略する。弾性変形部８２ｃ、８２ｄの構成については、上述の弾性変形部８２ａ、８２ｂに関する説明を適宜読み替えればよい。

以上のような構成を有するレンズモジュール３は、ＦＰＣ３３を介してＡＦ装置４の左側コイル６３及び右側コイル６４に電流が流れると、左側コイル６３及び右側コイル６４を光軸の方向（Ｘ方向）に変位させるローレンツ力が生じる。

すると、左側コイル６３及び右側コイル６４はレンズガイド５に固定されているため、上記ローレンツ力に基づいてレンズガイド５が、光軸の方向（Ｘ方向）に移動する。尚、左側コイル６３及び右側コイル６４に流れる電流の向きを制御することにより、レンズガイド５の移動方向が切り換わる。このようにしてオートフォーカスが行われる。

本実施形態の場合、電流は、電源のプラス側から順に、ＦＰＣ３３における第一端子部３３２の端子、ＦＰＣ３３における基板３３１の配線、ＦＰＣ３３の第二接続部３３４、スプリング８ｄ、右側コイル６４、左側コイル６３、スプリング８ｃ、ＦＰＣ３３の第一接続部３３３、ＦＰＣ３３における基板３３１の配線、及びＦＰＣ３３における第一端子部３３２の端子に流れる。

レンズガイド５が光軸の方向に移動する際、スプリング８ａ～８ｄはそれぞれ、光軸の方向（Ｘ方向）に弾性変形して、レンズガイド５の移動をガイドする。

以上のような構成を有する本実施形態によれば、レンズガイド５の駆動性への影響を小さくしつつ、高い耐久性を有するスプリング８ａ～８ｄを備えたカメラモジュール１を実現できる。以下、この理由について説明する。

ここで、ばね定数が同じ弾性変形部を有する２種類のスプリングがあると仮定する。一方のスプリングは、本実施形態に係るスプリング８ａ～８ｄのように、一対の線状部により構成された弾性変形部を有するスプリング（以下、本実施形態のスプリングと称する。）である。又、他方のスプリングは、一本の線状部により構成された弾性変形部を有するスプリング（以下、比較例のスプリングと称する。）である。本実施形態のスプリングと比較例のスプリングとは、ばね定数が同じため、レンズガイド５の駆動性に対する影響はほぼ同じである。

比較例のスプリングは、カメラモジュール１に衝撃が加わった場合、一本の線状部が弾性変形しつつ、衝撃を吸収する。この際、一本の線状部には、衝撃に基づく応力集中が発生し易い。一方、本実施形態のスプリングの場合、カメラモジュール１に加わった衝撃は、一対の線状部に分散されて吸収される。この際、一対の線状部は、互いに異なる態様で弾性変形しつつ、衝撃を吸収する。このように、本実施形態のスプリングの場合、衝撃が一対の線状部に分散されるため、弾性変形部における応力集中の発生が抑制される。この結果、スプリングの耐久性が向上する。以上のように、本実施形態によれば、レンズガイド５の駆動性への影響を抑えつつ、耐久性の高いスプリングを備えたカメラモジュールを実現できる。

（付記）
上述の各実施形態では、カメラモジュール１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、カメラモジュールとカメラモジュールで得られた画像情報を処理する画像処理部を有するカメラ搭載装置に適用できる。カメラ搭載装置は、情報機器及び輸送機器を含む。情報機器は、例えば、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、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）を含む。又、輸送機器は、例えば、自動車を含む。

図９Ａ及び図９Ｂは、車載用カメラモジュールＶＣ（Vehicle Camera）を搭載するカメラ搭載装置としての自動車Ｖを示す図である。図９Ａは自動車Ｖの正面図であり、図９Ｂは自動車Ｖの後方斜視図である。自動車Ｖは、車載用カメラモジュールＶＣとして、上述の実施形態で説明したカメラモジュール１を搭載する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、車載用カメラモジュールＶＣは、例えば前方に向けてフロントガラスに取り付けられたり、後方に向けてリアゲートに取り付けられたりする。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、自動運転制御用などとして使用される。

本発明に係る光学アクチュエータ及びカメラモジュールは、たとえば、スマートフォン、携帯電話機、デジタルカメラ、ノート型パソコン、タブレット端末、携帯型ゲーム機、車載カメラなどの薄型のカメラ搭載装置に搭載できる。

１ カメラモジュール
２ 光路屈曲モジュール
２１ プリズム
３ レンズモジュール
３１ カバー
３２ ベース
３２１ 底壁部
３２１ａ 素子配置部
３２２ 左壁部
３２２ａ 左側マグネット保持部
３２３ 右壁部
３２３ａ 右側マグネット保持部
３３ ＦＰＣ
３３１ 基板
３３２ 第一端子部
３３３ 第一接続部
３３４ 第二接続部
３４ レンズ部
４ ＡＦ装置
５ レンズガイド
５０ 底壁部
５１ 上壁部
５２ 左壁部
５２１ 左側コイル固定部
５３ 右壁部
５３１ 右側コイル固定部
５４ マグネット配置部
６ ＡＦアクチュエータ
６１ 左側マグネット
６２ 右側マグネット
６３ 左側コイル
６４ 右側コイル
６５ 位置検出素子
６６ 位置検出マグネット
７ａ、７ｂ、７ｃ 接続ライン
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ スプリング
８０、８３ 内側固定部
８０１ 上側固定部
８０２ 下側固定部
８１、８４ 外側固定部
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ 弾性変形部
８２０ａ、８２０ｂ、８２０ｃ、８２０ｄ 線状部
８２１ａ、８２１ｂ、８２１ｃ、８２１ｄ 中間接続部
８２１ 第一直線部
８２２ 第二直線部
８２３ 蛇行部
８２３ａ 第一湾曲部
８２３ｂ 第二湾曲部
８２３ｃ 第三湾曲部
８２４ａ、８２４ｂ 最大曲率部
８５ａ、８５ｂ 接続部
８６ａ、８６ｂ、８６ｃ、８６ｄ はんだ
９ 撮像素子モジュール
９１ センサ保持部
９２ センサ基板
９３ 制御部

Claims (9)

1. 固定側部材と、
   前記固定側部材から離間して配置され、レンズ部を保持し、駆動部の動力により移動する可動側部材と、
   前記可動側部材を前記固定側部材に支持する弾性支持部材と、を備え、
   前記弾性支持部材は、
   前記可動側部材に固定される内側固定部と、
   前記固定側部材に固定される外側固定部と、
   第一の光軸直交方向において互いに離間して配置され、それぞれの内側端部が前記第一の光軸直交方向において互いに異なる位置で前記内側固定部に接続し、それぞれの外側端部が前記第一の光軸直交方向において互いに異なる位置で前記外側固定部に接続し、前記内側端部と前記外側端部との間で全長にわたり湾曲したそれぞれの蛇行部が前記第一の光軸直交方向において互いに対称な形状を有し、間隔を空けた状態で互いに沿うように配置された少なくとも一対の線状部によりそれぞれ構成された、第一弾性変形部及び第二弾性変形部と、
   前記第一弾性変形部の前記蛇行部と前記第二弾性変形部の前記蛇行部とを、前記第一の光軸直交方向において接続する接続部と、
   を有する、
   光学アクチュエータ。
2. 前記接続部は、光軸方向及び前記第一の光軸直交方向のいずれとも直交する第二の光軸直交方向において複数回折り返した蛇行形状を有する、請求項１に記載の光学アクチュエータ。
3. 前記第一弾性変形部及び前記第二弾性変形部はそれぞれ、前記一対の線状部の長さ方向における中間部同士を接続する中間接続部を有する、請求項１又は２に記載の光学アクチュエータ。
4. 前記接続部は、前記長さ方向において前記中間接続部とは異なる位置で、前記第一弾性変形部の前記線状部の一つと前記第二弾性変形部の前記線状部の一つとを接続する、請求項３に記載の光学アクチュエータ。
5. 前記接続部の幅寸法は、前記第一弾性変形部及び前記第二弾性変形部それぞれの、前記一対の線状部及び前記間隔を含む幅の寸法よりも小さい、請求項１～４の何れか一項に記載の光学アクチュエータ。
6. 光軸方向における前記弾性支持部材のばね定数は、前記弾性支持部材の前記第一の光軸直交方向に直交する方向におけるばね定数よりも小さい、請求項１～５の何れか一項に記載の光学アクチュエータ。
7. 前記一対の線状部の厚さ寸法は、前記一対の線状部の幅寸法よりも小さい、請求項６に記載の光学アクチュエータ。
8. 請求項１～７の何れか一項に記載の光学アクチュエータと、
   前記レンズ部よりも後段に配置された撮像素子と、
   を備えるカメラモジュール。
9. 請求項８に記載のカメラモジュールと、
   前記カメラモジュールを制御する制御部と、
   を有するカメラ搭載装置。

Images