WO2021117374A1 - レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 - Google Patents

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 Download PDF

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正吉 菅原
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ミツミ電機株式会社
正吉 菅原
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    • H02N2/026—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors by pressing one or more vibrators against the driven body

Definitions

  • the present invention relates to a lens driving device, a camera module, and a camera mounting device.
  • AF function Autofocus function
  • OIS function Optical Image Stabilization
  • a lens driving device having an AF function and an OIS function has an autofocus driving unit for moving the lens unit in the optical axis direction (hereinafter referred to as "AF driving unit”) and a lens unit in a plane orthogonal to the optical axis direction. It is provided with a runout correction drive unit (hereinafter referred to as “OIS drive unit”) for swinging the lens.
  • AF driving unit autofocus driving unit for moving the lens unit in the optical axis direction
  • OIS drive unit runout correction drive unit
  • a voice coil motor (VCM) is applied to the AF drive unit and the OIS drive unit.
  • a camera module having a plurality of (typically two) lens driving devices has been put into practical use (so-called dual camera).
  • the dual camera has various possibilities depending on the usage scene, such as being able to simultaneously capture two images having different focal lengths and being able to simultaneously capture a still image and a moving image.
  • a lens driving device using VCM is affected by external magnetism, so that high-precision operation may be impaired.
  • a lens driving device using VCM is affected by external magnetism, so that high-precision operation may be impaired.
  • magnetic interference will occur between the lens driving devices.
  • Patent Document 2 discloses a lens driving device in which an ultrasonic motor is applied to an AF driving unit and an OIS driving unit. Since the lens driving device disclosed in Patent Document 2 is magnetless, the influence of external magnetism can be reduced, but the structure is complicated, and it is difficult to reduce the size and height.
  • An object of the present invention is to provide a lens drive device, a camera module, and a camera-mounted device that can reduce the size and height and improve the drive performance.
  • the lens driving device is 1st fixed part and A first movable portion arranged inside the first fixed portion in the radial direction, A first support portion that supports the first movable portion with respect to the first fixed portion, It is provided with a Z-direction drive unit that is arranged in the first fixed portion and that moves the first movable portion in the optical axis direction with respect to the first fixed portion.
  • a lens driving device having a rectangular shape when viewed from the optical axis direction.
  • the first movable portion has a power transmission portion provided so as to project outward in the radial direction.
  • the Z-direction drive unit is composed of an ultrasonic motor that converts vibrational motion into linear motion, and is arranged on the first side of the rectangle so as to abut with the power transmission unit.
  • the first movable portion is supported by the first fixed portion in a state of being urged in an urging direction orthogonal to the optical axis direction via the first supporting portion.
  • the camera module With the above lens drive
  • the lens portion attached to the first movable portion and It includes an imaging unit that captures a subject image imaged by the lens unit.
  • the camera-mounted device A camera-mounted device that is an information device or a transportation device. With the above camera module It includes an image processing unit that processes the image information obtained by the camera module.
  • the present invention it is possible to reduce the size and height of the lens driving device, the camera module, and the camera mounting device, and to improve the driving performance.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a smartphone equipped with a camera module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the camera module.
  • 3A and 3B are external perspective views of the lens driving device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the lens driving device.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the lens driving device.
  • FIG. 6 is a plan view showing the wiring structure of the base.
  • 7A and 7B are perspective views of the OIS drive unit.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the OIS movable portion.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view of the OIS movable portion.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the OIS movable portion.
  • 11A and 11B are perspective views of the AF drive unit.
  • FIG. 12 is a plan view showing a wiring structure and a support structure in the AF unit.
  • FIG. 13 is a diagram showing a support structure in the AF unit.
  • FIG. 14 is a side view showing an attached state of the AF drive unit.
  • 15A and 15B are diagrams showing an automobile as a camera-mounted device for mounting an in-vehicle camera module.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a smartphone M (an example of a camera-mounted device) equipped with a camera module A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a front view of the smartphone M
  • FIG. 1B is a rear view of the smartphone M.
  • the smartphone M has a dual camera including two rear cameras OC1 and OC2.
  • the camera module A is applied to the rear cameras OC1 and OC2.
  • the camera module A has an AF function and an OIS function, automatically adjusts the focus when shooting a subject, and optically corrects the shake (vibration) that occurs during shooting to shoot an image without image blur. be able to.
  • FIG. 2 is an external perspective view of the camera module A.
  • 3A and 3B are external perspective views of the lens driving device 1 according to the embodiment.
  • FIG. 3B shows a state in which FIG. 3A is rotated by 180 ° around the Z axis.
  • the embodiment will be described using a Cartesian coordinate system (X, Y, Z). Also in the figure described later, it is shown by a common Cartesian coordinate system (X, Y, Z).
  • the X direction is the vertical direction (or the horizontal direction)
  • the Y direction is the horizontal direction (or the vertical direction)
  • the Z direction is the front-back direction. It will be installed. That is, the Z direction is the optical axis direction, the upper side (+ Z side) in the figure is the optical axis direction light receiving side, and the lower side ( ⁇ Z side) is the optical axis direction imaging side.
  • the X and Y directions orthogonal to the Z axis are referred to as "optical axis orthogonal directions”
  • the XY planes are referred to as "optical axis orthogonal planes”.
  • the camera module A includes a lens driving device 1 that realizes an AF function and an OIS function, a lens unit 2 in which a lens is housed in a cylindrical lens barrel, and a lens unit. It is provided with an imaging unit (not shown) or the like that captures the subject image imaged by 2.
  • the imaging unit (not shown) is arranged on the optical axis direction imaging side of the lens driving device 1.
  • the image pickup unit (not shown) has, for example, an image sensor substrate and an image pickup element mounted on the image sensor substrate.
  • the image sensor is composed of, for example, a CCD (charge-coupled device) type image sensor, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) type image sensor, and the like.
  • the image sensor captures a subject image imaged by the lens unit 2.
  • the lens driving device 1 is mounted on an image sensor substrate (not shown) and is mechanically and electrically connected.
  • the control unit that controls the drive of the lens driving device 1 may be provided on the image sensor substrate, or may be provided on the camera-mounted device (in the embodiment, the smartphone M) on which the camera module A is mounted.
  • the outside of the lens driving device 1 is covered with a cover 24.
  • the cover 24 is a covered square cylinder having a rectangular shape in a plan view when viewed from the optical axis direction. In the embodiment, the cover 24 has a square shape in a plan view.
  • the cover 24 has a generally circular opening 241 on its upper surface.
  • the lens unit 2 faces the outside from the opening 241 of the cover 24, and is configured to project toward the light receiving side from the opening surface of the cover 24 as it moves in the optical axis direction.
  • the cover 24 is fixed to the base 21 (see FIG. 4) of the OIS fixing portion 20 of the lens driving device 1, for example, by adhesion.
  • FIGS. 4 and 5 are exploded perspective views of the lens driving device 1.
  • FIG. 5 shows a state in which FIG. 4 is rotated by 180 ° around the Z axis.
  • FIG. 4 shows a state in which the OIS drive unit 30 and the sensor board 22 are attached
  • FIG. 5 shows a state in which the OIS drive unit 30 and the sensor board 22 are removed.
  • the lens driving device 1 includes an OIS movable portion 10 (second movable portion), an OIS fixing portion 20 (second fixed portion), and an OIS driving unit 30 (XY).
  • a directional drive unit) and an OIS support unit 40 (second support unit) are provided.
  • the OIS movable portion 10 is a portion that swings in the plane orthogonal to the optical axis during image stabilization.
  • the OIS movable portion 10 includes an AF unit, a second stage 13, and a ball 42 (see FIG. 8 and the like).
  • the AF unit has an AF movable part 11 (first movable part), a first stage 12 (first fixed part), an AF drive part 14 (Z direction drive part), and an AF support part 15 (first support part) ( 7-9).
  • the OIS fixing portion 20 is a portion to which the OIS movable portion 10 is connected via the OIS supporting portion 40.
  • the OIS fixing portion 20 includes a base 21.
  • the OIS movable portion 10 is arranged at a distance from the OIS fixing portion 20 in the optical axis direction, and is connected to the OIS fixing portion 20 via the OIS support portion 40. Further, the OIS movable portion 10 and the OIS fixing portion 20 are urged in a direction approaching each other by the OIS urging member 50.
  • the OIS urging members 50 are arranged at the four corners of the lens driving device 1 in a plan view.
  • the entire OIS movable portion 10 including the AF unit moves as a movable body.
  • the AF unit moves as a movable body. That is, with respect to the movement in the X direction, the second stage 13 constitutes the OIS fixing portion 20 together with the base 21, and the ball 42 functions as the OIS supporting portion 40.
  • the base 21 is formed of, for example, a polyarylate (PAR), a PAR alloy in which a plurality of resin materials containing PAR are mixed (for example, PAR / PC), or a molding material made of a liquid crystal polymer.
  • the base 21 is a member having a rectangular shape in a plan view, and has a circular opening 211 in the center.
  • the base 21 has a first base portion 212 forming the main surface of the base 21 and a second base portion 213 on which the sensor substrate 22 is arranged.
  • the second base portion 213 is formed so as to be recessed with respect to the first base portion 212.
  • the sensor substrate 22 is arranged on the second base portion 213, and the first base portion 212 and the sensor substrate 22 form a flush base surface.
  • the second base unit 213 corresponds to a region in which the AF drive unit 14 and the OIS drive unit 30 are not arranged, that is, one side (fourth side) of a rectangle having a planar shape of the base 21. It is provided in the area.
  • the power supply lines and signal lines for the magnetic sensors 25X, 25Y, and 25Z can be integrated, and the wiring structure in the base 21 can be simplified ( (See FIG. 6).
  • the base 21 has a third base portion 214 that regulates the movement of the AF movable portion 11 toward the optical axis direction imaging side on the peripheral edge of the opening 211.
  • the third base portion 214 is formed so as to be recessed with respect to the first base portion 212, whereby the movement stroke of the AF movable portion 11 toward the optical axis direction imaging side is secured.
  • the base 21 has an OIS motor fixing portion 215 in which the second OIS drive portion 30Y is arranged.
  • the OIS motor fixing portion 215 is provided, for example, at a corner portion of the base 21, is formed so as to project from the first base portion 212 toward the light receiving side in the optical axis direction, and has a shape capable of holding the second OIS drive portion 30Y. Have.
  • Terminal fittings 23A to 23C are arranged on the base 21 by, for example, insert molding.
  • the terminal fitting 23A includes a power supply line to the AF drive unit 14 and the first OIS drive unit 30X.
  • the terminal fitting 23A is exposed from, for example, the openings 216 formed at the four corners of the base 21, and is electrically connected to the OIS urging member 50. Power is supplied to the AF drive unit 14 and the first OIS drive unit 30X via the OIS urging member 50.
  • the terminal fitting 23B includes a power supply line (for example, 4 lines) and a signal line (for example, 6 lines) to the magnetic sensors 25X, 25Y, and 25Z.
  • the terminal fitting 23B is electrically connected to a wiring (not shown) formed on the sensor substrate 22.
  • the terminal fitting 23C includes a power supply line to the second OIS drive unit 30Y.
  • the base 21 has a ball accommodating portion 217 in which the balls 41 constituting the OIS support portion 40 are arranged.
  • the ball accommodating portion 217 is provided, for example, in the vicinity of the four corners of the base 21.
  • the ball accommodating portion 217 is formed by being recessed in a rectangular shape extending in the Y direction.
  • the side surface of the ball accommodating portion 217 is formed in a tapered shape so that the groove width becomes narrower toward the bottom surface side, for example.
  • the sensor board 22 has wiring (not shown) including a power supply line and a signal line for the magnetic sensors 25X, 25Y, and 25Z.
  • Magnetic sensors 25X, 25Y, and 25Z are mounted on the sensor substrate 22.
  • the magnetic sensors 25X, 25Y, and 25Z are composed of, for example, a Hall element or a TMR (Tunnel Magneto Resistance) sensor, and are electrically connected to the terminal fitting 23B via wiring (not shown) formed on the sensor substrate 22. Will be done.
  • magnets 16X and 16Y are arranged at positions facing the magnetic sensors 25X and 25Y (see FIG. 10).
  • the position detection unit including the magnetic sensors 25X and 25Y and the magnets 16X and 16Y detects the positions of the OIS movable unit 10 in the X and Y directions.
  • the magnet 16Z is arranged at a position facing the magnetic sensor 25Z (see FIG. 10). The position of the AF movable portion 11 in the Z direction is detected by the position detection unit including the magnetic sensor 25Z and the magnet 16Z.
  • an optical sensor such as a photoreflector is used to determine the X-direction and Y-direction positions of the OIS movable portion 10 and the Z-direction position of the AF movable portion 11. It may be detected.
  • the OIS urging member 50 is composed of, for example, a tension coil spring, and connects the OIS movable portion 10 and the OIS fixing portion 20.
  • one end of the OIS urging member 50 is connected to the terminal fitting 23A of the base 21, and the other end is connected to the wirings 17A and 17B of the first stage 12.
  • the OIS urging member 50 receives a tensile load when the OIS movable portion 10 and the OIS fixing portion 20 are connected, and acts so that the OIS movable portion 10 and the OIS fixing portion 20 approach each other.
  • the OIS movable portion 10 is oscillatingly held in the XY plane in a state of being urged in the optical axis direction (a state of being pressed against the base 21) by the OIS urging member 50.
  • the OIS urging member 50 functions as a power supply line to the AF drive unit 14 and the first OIS drive unit 30X.
  • the OIS support portion 40 supports the OIS movable portion 10 with respect to the OIS fixing portion 20 in a state of being separated from each other in the optical axis direction.
  • the OIS support portion 40 includes four balls 41 interposed between the OIS movable portion 10 (first stage 12 and the second stage 13) and the base 21.
  • the four balls 41 are interposed between the base 21 and the second stage 13.
  • the OIS support portion 40 includes four balls 42 interposed between the first stage 12 and the second stage 13 in the OIS movable portion 10 (see FIG. 8 and the like).
  • the OIS movable portion 10 can be swung accurately in the XY plane. It has become.
  • the number of balls 41, 42 constituting the OIS support portion 40 can be changed as appropriate.
  • the OIS drive unit 30 is an actuator that moves the OIS movable unit 10 in the X direction and the Y direction.
  • the OIS drive unit 30 includes a first OIS drive unit 30X (first XY direction drive unit) that moves the OIS movable unit 10 (AF unit only) in the X direction, and the entire OIS movable unit 10. It is composed of a second OIS drive unit 30Y (second XY direction drive unit) that moves in the Y direction.
  • the first and second OIS drive units 30X and 30Y are composed of ultrasonic motors.
  • the first OIS drive unit 30X is fixed to the notch portion 122 (OIS motor fixing portion) along the X direction of the first stage 12.
  • the second OIS drive unit 30Y is fixed to the OIS motor fixing unit 215 of the base 21 so as to extend along the Y direction. That is, the first OIS drive unit 30X and the second OIS drive unit 30Y are arranged along the sides orthogonal to each other.
  • FIGS. 7A and 7B The configuration of the OIS drive unit 30 is shown in FIGS. 7A and 7B.
  • FIG. 7A shows a state in which each member of the OIS drive unit 30 is assembled
  • FIG. 7B shows a state in which each member of the OIS drive unit 30 is disassembled.
  • FIGS. 7A and 7B show the second OIS drive unit 30Y
  • the main configuration of the first OIS drive unit 30X specifically, the configuration except for the shape of the OIS electrode 33 is the same.
  • OIS drive unit 30 is treated as a diagram.
  • the OIS drive unit 30 includes an OIS resonance unit 31, an OIS piezoelectric element 32, and an OIS electrode 33.
  • the driving force of the OIS drive unit 30 is transmitted to the second stage 13 via the OIS power transmission unit 34.
  • the first OIS drive unit 30X is connected to the second stage 13 via the first OIS power transmission unit 34X
  • the second OIS drive unit 30Y is connected to the second stage 13 via the second OIS power transmission unit 34Y. Is connected to the second stage 13.
  • the OIS piezoelectric element 32 is, for example, a plate-shaped element made of a ceramic material, and generates vibration by applying a high frequency voltage.
  • Two OIS piezoelectric elements 32 are arranged so as to sandwich the body portion 311 of the OIS resonance portion 31.
  • the OIS electrode 33 sandwiches the OIS resonance portion 31 and the OIS piezoelectric element 32, and applies a voltage to the OIS piezoelectric element 32.
  • the OIS electrode 33 of the first OIS drive unit 30X is electrically connected to the wiring 17A of the first stage 12, and the OIS electrode 33 of the second OIS drive unit 30Y is electrically connected to the wiring 23C of the base 21. Will be done.
  • the OIS resonance portion 31 is formed of a conductive material and resonates with the vibration of the OIS piezoelectric element 32 to convert the vibration motion into a linear motion.
  • the OIS resonance portion 31 is a substantially rectangular body portion 311 sandwiched between the OIS piezoelectric elements 32, and two arm portions 312 extending in the X direction or the Y direction from the upper and lower portions of the body portion 311. It has a protruding portion 313 extending from the central portion of the body portion 311 in the X direction or the Y direction, and an energizing portion 314 extending from the central portion of the body portion 311 to the side opposite to the protruding portion 313.
  • the two arm portions 312 have a symmetrical shape, and their respective free ends abut on the OIS power transmission portion 34 and resonate with the vibration of the OIS piezoelectric element 32 to deform symmetrically.
  • the energizing unit 314 of the first OIS drive unit 30X is electrically connected to the wiring 17A of the first stage 12, and the energizing unit 314 of the second OIS drive unit 30Y is electrically connected to the wiring 23C of the base 21. Will be done.
  • the OIS piezoelectric element 32 is attached to the body portion 311 of the OIS resonance portion 31 from the thickness direction, and is sandwiched by the OIS electrode 33, so that they are electrically connected to each other. For example, when one of the feeding paths is connected to the OIS electrode 33 and the other is connected to the energized portion 314 of the OIS resonance portion 31, a voltage is applied to the OIS piezoelectric element 32 and vibration is generated.
  • the OIS resonance unit 31 has at least two resonance frequencies and deforms with different behaviors with respect to each resonance frequency.
  • the overall shape of the OIS resonant portion 31 is set so that it deforms with different behaviors with respect to the two resonant frequencies.
  • the different behaviors are the behavior of moving the OIS power transmission unit 34 forward in the X direction or the Y direction and the behavior of moving the OIS power transmission unit 34 backward.
  • the OIS power transmission unit 34 is a chucking guide extending in one direction, one end of which is connected to the OIS drive unit 30 and the other end of which is connected to the second stage 13.
  • the OIS power transmission unit 34 has an OIS motor contact portion 341, a stage fixing portion 343, and a connecting portion 342.
  • the OIS motor contact portion 341 comes into contact with the free end portion of the arm portion 312 of the OIS resonance portion 31.
  • the stage fixing portion 343 is arranged at the end of the OIS power transmission portion 34 and is fixed to the OIS chucking guide fixing portion 135 (see FIG. 8 and the like) of the second stage 13.
  • the connecting portion 342 is a portion that connects the OIS motor contact portion 341 and the stage fixing portion 343, and is formed in parallel with each other by branching from the stage fixing portion 343 into two portions.
  • the width between the OIS motor contact portions 341 is set wider than the width between the free ends of the arm portions 312 of the OIS resonance portion 31.
  • the separating member 344 which is larger than the width of the connecting end portion, is interposed between the two connecting portions 342, thereby between the OIS motor contact portions 341.
  • the width can be expanded.
  • the outer shape of the lens drive device 1 can be increased simply by increasing the contact portion in the X direction or the Y direction.
  • the moving distance (stroke) of the OIS movable portion 10 can be increased.
  • the first OIS drive unit 30X is fixed to the OIS movable unit 10 (first stage 12), is connected to the second stage 13 via the OIS power transmission unit 34X, and is Y by the second OIS drive unit 30Y. At the time of directional runout correction, it moves together with the OIS movable portion 10.
  • the second OIS drive unit 30Y is fixed to the OIS fixing unit 20 (base 21), connected to the second stage 13 via the OIS power transmission unit 34Y, and X by the first OIS drive unit 30X. Not affected by directional runout correction. That is, the movement of the OIS movable unit 10 by one OIS drive unit 30 is not hindered by the structure of the other OIS drive unit 30. Therefore, it is possible to prevent the OIS movable portion 10 from rotating around the Z axis, and the OIS movable portion 10 can be swung accurately in the XY plane.
  • FIG. 9 shows a state in which FIG. 8 is rotated by 180 ° around the Z axis.
  • FIG. 10 is a downward perspective view showing a state in which FIG. 8 is rotated by 180 ° around the Z axis.
  • the AF drive unit 14 and the first OIS drive unit 30X are removed from the first stage 12.
  • the side on which the AF driving unit 14 is arranged is the “first side”
  • the side on which the first OIS driving unit 30X is arranged is the “second side”.
  • the side on which the second OIS drive unit 30X is arranged is referred to as a "third side”
  • the remaining one side is referred to as a "fourth side".
  • the OIS movable portion 10 includes an AF movable portion 11, a first stage 12, a second stage 13, an AF drive portion 14, an AF support portion 15, and the like.
  • the entire OIS movable portion 10 including the first stage 12 and the second stage 13 is a movable body, whereas regarding the movement in the X direction, the second stage 13 is the OIS fixed portion 20. It functions, and only the AF unit functions as the OIS movable unit 10. Further, the first stage 12 functions as an AF fixing portion.
  • the AF movable portion 11 is a portion that moves in the optical axis direction when focusing.
  • the AF movable portion 11 is arranged radially inward with respect to the first stage 12 (AF fixing portion), and is supported in a state of being urged by the first stage 12 via the AF support portion 15.
  • the AF movable portion 11 is a lens holder that holds the lens portion 2 (see FIG. 2) (hereinafter, referred to as “lens holder 11”).
  • the lens holder 11 is formed of, for example, polyarylate (PAR), a PAR alloy in which a plurality of resin materials including PAR are mixed, a liquid crystal polymer, or the like.
  • the lens holder 11 has a tubular lens accommodating portion 111.
  • the lens portion 2 (see FIG. 2) is fixed to the lens accommodating portion 111 by, for example, adhesion.
  • the lens holder 11 has a ball holding portion 112 on the peripheral surface of the lens accommodating portion 111 at two locations along the X direction, that is, at a portion along the first side and the second side.
  • the lens holder 11 has, for example, a rectangular parallelepiped shape.
  • ball accommodating portions 113 for accommodating AF support portions 15 (balls) are provided at both ends in the X direction.
  • the side surface of the ball accommodating portion 113 is formed in a tapered shape so that the groove width becomes narrower toward the bottom surface side, for example.
  • the lower surface of the ball holding portion 112 is a stopper portion that protrudes toward the optical axis direction imaging side from the lower surface of the lens accommodating portion 111 and regulates the movement of the lens holder 11 to the optical axis direction imaging side (lower side).
  • 114 is provided. In the present embodiment, the stopper portion 114 comes into contact with the third base portion 214 of the base 21 in the reference state in which the AF drive portion 14 is not driven.
  • a magnet accommodating portion 115 accommodating the magnet 16Z for detecting the Z position is provided on the peripheral surface of the lens accommodating portion 111.
  • the magnet 16Z is arranged in the magnet accommodating portion 115.
  • a magnetic sensor 25Z for detecting the Z position is arranged at a position facing the magnet 16Z in the optical axis direction (see FIG. 4).
  • the AF power transmission portion 144 is arranged so as to project in the Y direction (-side).
  • the AF power transmission unit 144 is a chucking guide having a predetermined length in the Z direction, and the arm unit 141b of the resonance unit 141 of the AF drive unit 14 comes into contact with the AF power transmission unit 144 so as to sandwich the AF power transmission unit 144.
  • the power of the unit 14 is transmitted (see FIG. 14). Since the AF power transmission unit 144 is sandwiched between the two arm portions 141b, the driving force generated by the deformation of the resonance portion 141 is efficiently transmitted.
  • the AF power transmission unit 144 is composed of a separate member from the lens holder 11.
  • the AF power transmission unit 144 has, for example, a U-shape in a plan view, and the bottom surface portion is fixed to the peripheral surface of the ball holding portion 112 in a state where the side surface portions face each other in the X direction.
  • the AF power transmission unit 144 is formed of, for example, a metal material such as titanium copper, nickel copper, or stainless steel.
  • the driving force of the AF driving unit 14 is efficiently transmitted as compared with the case where the arm portion 141b of the AF driving unit 30 comes into contact with the lens holder 11 which is a resin molded product.
  • the AF power transmission unit 144 may be integrally molded with the lens holder 11.
  • the first stage 12 is a portion that supports the AF movable portion 11 via the AF support portion 15.
  • the second stage 13 is arranged via the ball 42 on the optical axis direction imaging side of the first stage 12.
  • the first stage 12 moves in the X and Y directions during runout correction, and the second stage 13 moves only in the Y direction during runout correction.
  • the first stage 12 is a tubular member having a substantially rectangular shape in a plan view seen from the optical axis direction, and is formed of, for example, a liquid crystal polymer.
  • the first stage 12 has a substantially circular opening 121 in a portion corresponding to the lens holder 11.
  • a notch 122 is provided in a portion corresponding to the OIS drive unit 30 (outer surface of the side wall along the second side and the third side) so as not to protrude outward in the radial direction.
  • the OIS drive unit 30 can be arranged in the.
  • the first stage 12 has four ball accommodating portions 123 accommodating the balls 42 on the lower surface. In addition, in FIG. 10, one of the ball accommodating portions 123 does not appear.
  • the ball accommodating portion 123 is formed by being recessed in a rectangular shape extending in the X direction. Further, the side surface of the ball accommodating portion 123 is formed in a tapered shape so that the groove width becomes narrower toward the bottom surface side.
  • the ball accommodating portion 123 faces the ball accommodating portion 133 of the second stage 13 in the Z direction.
  • the first stage 12 there is a notch (reference numeral) on the inner surface of the two side walls (the first side and the side wall along the second side) along the X direction, corresponding to the shape of the ball holding portion 112 of the lens holder 11. Omitted) is formed. Further, ball fixing portions 124 for fixing the AF support portion 15 are provided at both ends of the cutout portion. The ball fixing portion 124 is formed so as to project toward the image formation side in the optical axis direction from the lower surface of the first stage 12.
  • an AF motor fixing portion 125 on which the AF drive unit 14 is arranged is formed on one side wall along the X direction (the side wall along the first side).
  • the AF drive unit 14 is fixed to the AF motor fixing unit 125, for example, by adhesion.
  • a magnet accommodating portion 126 for accommodating magnets 16X and 16Y for XY position detection is provided on one side wall along the Y direction (side wall along the fourth side). Magnets 16X and 16Y are arranged in the magnet accommodating portion 126. For example, the magnet 16X is magnetized in the X direction, and the magnet 16Y is magnetized in the Y direction.
  • magnetic sensors 25X and 25Y for detecting the XY position are arranged at positions facing the magnets 16X and 16Y in the optical axis direction (see FIG. 4).
  • wirings 17A and 17B are embedded by insert molding (see FIG. 12).
  • the wirings 17A and 17B are arranged along the first side and the second side, for example.
  • the wirings 17A and 17B are exposed from the four corners of the first stage 12, and one end of the OIS urging member 50 is connected to these portions. Power is supplied to the first OIS drive unit 30X via the wiring 17A, and power is supplied to the AF drive unit 14 via the wiring 17B.
  • the second stage 13 is a tubular member having a substantially rectangular shape in a plan view seen from the optical axis direction, and is formed of, for example, a liquid crystal polymer.
  • the inner peripheral surface 131 of the second stage 13 is formed so as to correspond to the outer shape of the lens holder 11.
  • a notch 132 is provided in a portion corresponding to the OIS drive unit 30 (outer surface of the side wall along the second side and the third side) as in the first stage 12.
  • the OIS drive unit 30 can be arranged so as not to protrude outward in the radial direction.
  • the second stage 13 has four ball accommodating portions 134 on the lower surface for accommodating the balls 41.
  • the ball accommodating portion 134 faces the ball accommodating portion 217 of the base 21 in the Z direction.
  • the ball accommodating portion 134 is formed by being recessed in a rectangular shape extending in the Y direction.
  • the side surface of the ball accommodating portion 134 is formed in a tapered shape so that the groove width becomes narrower toward the bottom surface side.
  • the second stage 13 has four ball accommodating portions 133 on the upper surface for accommodating the balls 42.
  • the ball accommodating portion 133 faces the ball accommodating portion 123 of the first stage 12 in the Z direction.
  • the ball accommodating portion 133 is formed by being recessed in a rectangular shape extending in the X direction.
  • the side surface of the ball accommodating portion 133 is formed in a tapered shape so that the groove width becomes narrower toward the bottom surface side.
  • the four balls 41 constituting the OIS support portion 40 are sandwiched by the ball accommodating portion 217 of the base 21 and the ball accommodating portion 134 of the second stage 13 in a multi-point contact. Therefore, the ball 41 stably rolls in the X direction. Further, the four balls 42 are sandwiched by the ball accommodating portion 133 of the second stage 13 and the ball accommodating portion 123 of the first stage 12 in a multi-point contact. Therefore, the ball 42 stably rolls in the X direction.
  • the AF support portion 15 is a portion that supports the lens holder 11 (AF movable portion) with respect to the first stage 12 (AF fixed portion).
  • the AF support portion 15 is composed of a plurality of balls (here, two balls) arranged side by side in the Z direction.
  • the AF support portion 15 is interposed between the ball accommodating portion 113 of the lens holder 11 and the ball fixing portion 124 of the first stage 12 in a rollable state.
  • AF support portions 15 are arranged at four locations on the outer peripheral surface of the lens holder 11. Specifically, it is arranged on a set of AF support portions 15A arranged on the first straight line L1 (see FIG. 12) along the X direction and on the second straight line L2 (see FIG. 12) along the X direction. It is composed of a set of second AF support portions 15B.
  • the first straight line L1 and the second straight line L2 have a symmetrical positional relationship with respect to the straight line L3 that passes through the optical axis and is parallel to the X direction. Further, as shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the straight line L1 in FIG.
  • the urging portion 18 is arranged between the AF support portion 15B and the ball fixing portion 124 of the first stage 12. Therefore, the lens holder 11 is supported by the first stage 12 in a state of being urged in the X direction via the two sets of AF support portions 15A and 15B. As a result, the lens holder 11 is held in a stable posture.
  • the urging portion 18 includes, for example, a leaf spring 181 (an urging member) formed of a metal material and a spacer 182 (interference member) formed of a ceramic material having a small friction coefficient.
  • the leaf spring 181 is arranged on the first stage 12 side, and the spacer 182 is arranged on the lens holder 11 side.
  • the material of the spacer 182 may be any material that can roll the ball smoothly, and is not limited to a ceramic material having a small friction coefficient, and may be a material having an appropriate friction coefficient such as a copper alloy or stainless steel. ..
  • the AF drive unit 14 is an actuator that moves the AF movable unit 11 in the Z direction.
  • the AF drive unit 14 is composed of an ultrasonic motor.
  • the AF drive unit 14 is fixed to a side wall along the X direction of the first stage 12 (a side wall along the first side) so that the arm unit 141b extends in the Z direction.
  • FIGS. 11A and 11B The configuration of the AF drive unit 14 is shown in FIGS. 11A and 11B.
  • FIG. 11A shows a state in which each member of the AF drive unit 14 is assembled
  • FIG. 11B shows a state in which each member of the AF drive unit 14 is disassembled.
  • the configuration of the AF drive unit 14 is almost the same as that of the OIS drive unit 30.
  • the AF drive unit 14 includes an AF resonance unit 141, an AF piezoelectric element 142, and an AF electrode 143.
  • the driving force of the AF drive unit 14 is transmitted to the lens holder 11 via the AF power transmission unit 144.
  • the AF piezoelectric element 142 is, for example, a plate-shaped element made of a ceramic material, and generates vibration by applying a high frequency voltage.
  • Two AF piezoelectric elements 142 are arranged so as to sandwich the body portion 141a of the AF resonance portion 141.
  • the AF electrode 143 sandwiches the AF resonance portion 141 and the AF piezoelectric element 142, and applies a voltage to the AF piezoelectric element 142.
  • the AF resonance portion 141 is formed of a conductive material and resonates with the vibration of the AF piezoelectric element 142 to convert the vibration motion into a linear motion.
  • the AF resonance portion 141 is a substantially rectangular body portion 141a sandwiched between the AF piezoelectric elements 142, two arm portions 141b extending in the Z direction from the body portion 141a, and a central portion of the body portion 141a.
  • Energization extending from the central portion of the body portion 141a to the side opposite to the protruding portion 141c and electrically connected to the power feeding path (wiring 17B of the first stage 12). It has a portion 141d.
  • the two arm portions 141b have a symmetrical shape and resonate with the vibration of the AF piezoelectric element 142 and deform symmetrically.
  • the AF drive unit 14 is arranged so that two arm units 141b extend in the Z direction and sandwich the AF power transmission unit 144 at the free end portion.
  • the AF piezoelectric element 142 is attached to the body portion 141a of the AF resonance portion 141 from the thickness direction and is sandwiched by the AF electrode 143, so that they are electrically connected to each other.
  • a voltage is applied to the AF piezoelectric element 142 and vibration is generated.
  • the AF resonance unit 141 has at least two resonance frequencies, and is deformed with different behavior with respect to each resonance frequency.
  • the AF resonance portion 141 is set in its overall shape so as to be deformed with different behaviors with respect to the two resonance frequencies.
  • the AF piezoelectric element 142 vibrates and the AF resonance unit 141 is deformed according to the frequency.
  • the driving force of the AF driving unit 14 causes the AF power transmitting unit 144 to slide in the Z direction.
  • the AF movable portion 11 moves in the Z direction, and focusing is performed. Since the AF support portion 15 is composed of balls, the AF movable portion 11 can move smoothly in the Z direction. Further, since the AF drive unit 14 and the AF power transmission unit 144 are only in contact with each other in an urged state, simply increasing the contact portion in the Z direction impairs the reduction in height of the lens drive device 1. Therefore, the moving distance (stroke) of the AF movable portion 11 can be easily increased.
  • the OIS piezoelectric element 32 vibrates and the OIS resonance unit 31 is deformed according to the frequency.
  • the driving force of the OIS driving unit 30 causes the OIS power transmitting unit 34 to slide in the X direction or the Y direction.
  • the OIS movable portion 10 moves in the X direction or the Y direction, and runout correction is performed. Since the OIS support portion 40 is composed of balls, the OIS movable portion 10 can move smoothly in the X direction or the Y direction.
  • the first stage 12 to the second stage 13 in which the first OIS drive unit 30X is arranged are arranged. Power is transmitted to.
  • the balls 41 sandwiched between the second stage 13 and the base 21 four balls housed in the ball accommodating portion 217) cannot roll in the X direction
  • the X of the second stage 13 with respect to the base 21 The directional position is maintained.
  • the ball 42 sandwiched between the first stage 12 and the second stage 13 can roll in the X direction
  • the first stage 12 moves in the X direction with respect to the second stage 13. That is, the second stage 13 constitutes the OIS fixing portion 20, and the first stage 12 constitutes the OIS movable portion 10.
  • the second OIS drive unit 30Y when the second OIS drive unit 30Y is driven and the OIS power transmission unit 34 moves in the Y direction, power is transmitted from the base 21 on which the second OIS drive unit 30Y is arranged to the second stage 13. To. At this time, since the ball 42 sandwiched between the first stage 12 and the second stage 13 cannot roll in the Y direction, the position of the first stage 12 in the Y direction with respect to the second stage is maintained. On the other hand, the balls 41 sandwiched between the second stage 13 and the base 21 (four balls housed in the ball accommodating portion 217) can roll in the Y direction, so that the second stage 13 has a relative to the base 21. Move in the Y direction. The first stage 12 also follows the second stage 13 and moves in the Y direction. That is, the base 21 constitutes the OIS fixing portion 20, and the AF unit including the first stage 12 and the second stage 13 constitutes the OIS movable portion 10.
  • the OIS movable portion 10 swings in the XY plane, and runout correction is performed.
  • the OIS drive units 30X and 30Y are energized based on the detection signal indicating the angular runout from the runout detection unit (for example, a gyro sensor, not shown) so that the angular runout of the camera module A is offset.
  • the voltage is controlled.
  • the XY position detection unit composed of the magnets 16X and 16Y and the magnetic sensors 25X and 25Y, the translational movement of the OIS movable unit 10 can be accurately controlled.
  • the lens driving device 1 includes the first stage 12 (first fixed portion), the lens holder 11 (first movable portion) arranged radially inside the first stage 12 and the like.
  • the AF support portion 15 (first support portion) that supports the lens holder 11 with respect to the first stage 12 and the lens holder 11 that is arranged in the first stage 12 and moves the lens holder 11 with respect to the first stage 12 in the optical axis direction.
  • It includes an AF drive unit 14 (Z-direction drive unit), and has a rectangular shape when viewed from the optical axis direction.
  • the lens holder 11 has an AF power transmission unit 144 provided so as to project outward in the radial direction, and the AF drive unit 14 has a piezoelectric element 142 and a resonance unit 141, and is an ultrasonic motor that converts vibrational motion into linear motion. It is composed of a motor, and two arm portions 141b of the resonance portion 141 are arranged on the first side of the rectangle so as to extend in the optical axis direction and sandwich the AF power transmission portion 144.
  • the lens holder 11 is supported by the first stage 12 in a state of being urged in the urging direction orthogonal to the optical axis direction via the AF support portion 15.
  • the lens driving device 1 since the AF driving unit 14 is composed of an ultrasonic motor, the influence of external magnetism can be reduced, and the size and height can be reduced. Further, since the arm portion 141b of the AF drive unit 14 extends in the optical axis direction and sandwiches the AF power transmission unit 144, the driving force of the AF drive unit 14 is transmitted to the lens holder 11 to the maximum extent. The driving force for moving the lens holder 11 can be efficiently obtained. Moreover, since the lens holder 11 is urged to the first stage (AF fixing portion) via the AF support portion 15, the posture when moving in the optical axis direction is stable. Therefore, the driving performance of the lens driving device 1 is remarkably improved. Since there is no magnetic effect even if the camera modules A having the lens driving device 1 are arranged close to each other like the smartphone M, it is extremely suitable for dual cameras.
  • the urging direction is parallel to the first side on which the AF driving unit 14 is arranged.
  • two AF support portions 15A first support portions
  • a leaf spring 181 a urging member
  • AF support portions 15B first support portions
  • the two sets of AF support portions 15A and 15B are arranged at positions symmetrical with respect to the straight line L3 that is parallel to the urging direction and passes through the optical axis.
  • the AF support portion 15 (first support portion) is composed of balls arranged side by side in the optical axis direction.
  • a smartphone M which is a mobile terminal with a camera
  • the present invention uses the camera module and the image information obtained by the camera module. It can be applied to a camera-mounted device having an image processing unit to be processed.
  • Camera-mounted devices include information devices and transportation devices.
  • the information device includes, for example, a mobile phone with a camera, a notebook computer, a tablet terminal, a portable game machine, a web camera, and an in-vehicle device with a camera (for example, a back monitor device and a drive recorder device).
  • the transportation equipment includes, for example, an automobile.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing an automobile V as a camera-mounted device on which an in-vehicle camera module VC (Vehicle Camera) is mounted.
  • FIG. 15A is a front view of the automobile V
  • FIG. 15B is a rear perspective view of the automobile V.
  • the automobile V is equipped with the camera module A described in the embodiment as the in-vehicle camera module VC.
  • the vehicle-mounted camera module VC may be attached to the windshield toward the front or attached to the rear gate toward the rear, for example.
  • This in-vehicle camera module VC is used for a back monitor, a drive recorder, a collision avoidance control, an automatic driving control, and the like.
  • the lens holder 11 is urged in the X direction, but the urging direction of the lens holder 11 does not have to be the X direction, as long as the lens holder 11 can be held in a stable posture.
  • the two sets of AF support portions 15A and 15B are arranged on the straight lines L1 and L2 parallel to the X direction, which is the urging direction, respectively, but the extending directions of the straight lines L1 and L2 are It may be in the Y direction, or may be in the direction inclined from the X direction and the Y direction.
  • the straight lines L1 and L2 may intersect each other or may not be arranged symmetrically with respect to the straight line passing through the optical axis.
  • the present invention can be applied not only to autofocus but also to moving a movable portion in the optical axis direction such as zooming.
  • the support structure of the AF unit is not limited to the case where the drive source is composed of an ultrasonic motor as in the AF drive unit 14, but a drive source other than the ultrasonic motor (for example, a voice coil motor (VCM)) is used. It can also be applied to a lens driving device provided.
  • Lens drive device 10 OIS movable part (second movable part) 11 AF movable part (first movable part) 12 1st stage (1st fixed part) 13 Second stage 14 AF drive unit (Z direction drive unit) 141 AF resonance part 142 AF piezoelectric element 143 AF electrode 144 AF power transmission part 15 AF support part (first support part) 20 OIS fixing part (second fixing part) 21 Base 30 OIS drive unit (XY direction drive unit) 31 OIS resonance part 32 OIS piezoelectric element 33 OIS electrode 34 OIS power transmission part 40 OIS support part (second support part) 50 OIS urging member A Camera module M Smartphone (camera-mounted device)

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Abstract

外部磁気の影響を低減できるとともに、小型化及び低背化を図ることができるレンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置を提供する。　レンズ駆動装置は、第１固定部と、第１固定部の径方向内側に配置される第１可動部と、第１固定部に対して第１可動部を支持する第１支持部と、第１固定部に配置され、第１固定部に対して第１可動部を光軸方向に移動させるＺ方向駆動部と、を備え、光軸方向から見た平面視形状が矩形形状である。第１可動部は、径方向外側に突出して設けられた動力伝達部を有する。Ｚ方向駆動部は、振動運動を直線運動に変換する超音波モーターで構成され、前記動力伝達部と当接するように矩形の第１の辺に配置される。第１可動部は、第１支持部を介して、光軸方向と直交する付勢方向に付勢された状態で第１固定部に支持されている。

Description

レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置
　本発明は、レンズ駆動装置、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。このようなカメラモジュールには、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（以下「ＡＦ機能」と称する、ＡＦ：Auto Focus）及び撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して画像の乱れを軽減する振れ補正機能（以下「ＯＩＳ機能」と称する、ＯＩＳ：Optical Image Stabilization）を有するレンズ駆動装置が適用される（例えば特許文献１）。
　ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を有するレンズ駆動装置は、レンズ部を光軸方向に移動させるためのオートフォーカス駆動部（以下「ＡＦ駆動部」と称する）と、レンズ部を光軸方向に直交する平面内で揺動させるための振れ補正駆動部（以下「ＯＩＳ駆動部」と称する）と、を備える。特許文献１では、ＡＦ駆動部及びＯＩＳ駆動部に、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）が適用されている。
　また、近年では、複数（典型的には２つ）のレンズ駆動装置を有するカメラモジュールの実用化が進められている（いわゆるデュアルカメラ）。デュアルカメラは、焦点距離の異なる２枚の画像を同時に撮像できたり、静止画像と動画像を同時に撮像できたりするなど、利用シーンに応じて様々な可能性を有している。
特開２０１３－２１０５５０号公報 国際公開第２０１５／１２３７８７号
　しかしながら、特許文献１のように、ＶＣＭを利用したレンズ駆動装置は、外部磁気の影響を受けるため、高精度の動作が損なわれる虞がある。特に、レンズ駆動装置が並置されるデュアルカメラにおいては、レンズ駆動装置間で磁気干渉が生じる可能性が高い。
　一方、特許文献２には、ＡＦ駆動部及びＯＩＳ駆動部に超音波モーターを適用したレンズ駆動装置が開示されている。特許文献２に開示のレンズ駆動装置は、マグネットレスであるため外部磁気の影響を低減できるが、構造が複雑であり、小型化及び低背化を図るのが困難である。
　本発明の目的は、小型化及び低背化を図ることができるとともに、駆動性能を向上できるレンズ駆動装置、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。
　本発明に係るレンズ駆動装置は、
　第１固定部と、
　前記第１固定部の径方向内側に配置される第１可動部と、
　前記第１固定部に対して前記第１可動部を支持する第１支持部と、
　前記第１固定部に配置され、前記第１固定部に対して前記第１可動部を光軸方向に移動させるＺ方向駆動部と、を備え、
　前記光軸方向から見た平面視形状が矩形形状であるレンズ駆動装置であって、
　前記第１可動部は、径方向外側に突出して設けられた動力伝達部を有し、
　前記Ｚ方向駆動部は、振動運動を直線運動に変換する超音波モーターで構成され、前記動力伝達部と当接するように前記矩形の第１の辺に配置され、
　前記第１可動部は、前記第１支持部を介して、前記光軸方向と直交する付勢方向に付勢された状態で前記第１固定部に支持されている。
　本発明に係るカメラモジュールは、
　上記のレンズ駆動装置と、
　前記第１可動部に装着されるレンズ部と、
　前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、を備える。
　本発明に係るカメラ搭載装置は、
　情報機器又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と、
　前記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と、を備える。
　本発明によれば、レンズ駆動装置、カメラモジュール及びカメラ搭載装置の小型化及び低背化を図ることができるとともに、駆動性能の向上することができる。
図１Ａ、図１Ｂは、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である。 図２は、カメラモジュールの外観斜視図である。 図３Ａ、図３Ｂは、実施の形態に係るレンズ駆動装置の外観斜視図である。 図４は、レンズ駆動装置の分解斜視図である。 図５は、レンズ駆動装置の分解斜視図である。 図６は、ベースの配線構造を示す平面図である。 図７Ａ、図７Ｂは、ＯＩＳ駆動部の斜視図である。 図８は、ＯＩＳ可動部の分解斜視図である。 図９は、ＯＩＳ可動部の分解斜視図である。 図１０は、ＯＩＳ可動部の分解斜視図である。 図１１Ａ、図１１Ｂは、ＡＦ駆動部の斜視図である。 図１２は、ＡＦユニットにおける配線構造及び支持構造を示す平面図である。 図１３は、ＡＦユニットにおける支持構造を示す図である。 図１４は、ＡＦ駆動部の取付状態を示す側面図である。 図１５Ａ、図１５Ｂ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、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１Ａ、図１Ｂは、本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールＡを搭載するスマートフォンＭ（カメラ搭載装置の一例）を示す図である。図１ＡはスマートフォンＭの正面図であり、図１Ｂ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、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。本実施の形態では、背面カメラＯＣ１、ＯＣ２に、カメラモジュールＡが適用されている。
　カメラモジュールＡは、ＡＦ機能及びＯＩＳ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、撮影時に生じる振れ（振動）を光学的に補正して像ぶれのない画像を撮影することができる。
　図２は、カメラモジュールＡの外観斜視図である。図３Ａ、図３Ｂは、実施の形態に係るレンズ駆動装置１の外観斜視図である。図３Ｂは、図３ＡをＺ軸周りに１８０°回転した状態を示す。図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、実施の形態では、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で示している。
　カメラモジュールＡは、例えば、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方向が前後方向となるように搭載される。すなわち、Ｚ方向が光軸方向であり、図中上側（＋Ｚ側）が光軸方向受光側、下側（－Ｚ側）が光軸方向結像側である。また、Ｚ軸に直交するＸ方向及びＹ方向を「光軸直交方向」と称し、ＸＹ面を「光軸直交面」と称する。
　図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、カメラモジュールＡは、ＡＦ機能及びＯＩＳ機能を実現するレンズ駆動装置１、円筒形状のレンズバレルにレンズが収容されてなるレンズ部２、及びレンズ部２により結像された被写体像を撮像する撮像部（図示略）等を備える。
　撮像部（図示略）は、レンズ駆動装置１の光軸方向結像側に配置される。撮像部（図示略）は、例えば、イメージセンサー基板及びイメージセンサー基板に実装される撮像素子を有する。撮像素子は、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。撮像素子は、レンズ部２により結像された被写体像を撮像する。レンズ駆動装置１は、イメージセンサー基板（図示略）に搭載され、機械的かつ電気的に接続される。レンズ駆動装置１の駆動制御を行う制御部は、イメージセンサー基板に設けられてもよいし、カメラモジュールＡが搭載されるカメラ搭載機器（実施の形態では、スマートフォンＭ）に設けられてもよい。
　レンズ駆動装置１は、外側をカバー２４で覆われている。カバー２４は、光軸方向から見た平面視で矩形状の有蓋四角筒体である。実施の形態では、カバー２４は、平面視で正方形状を有している。カバー２４は、上面に概略円形の開口２４１を有する。レンズ部２は、カバー２４の開口２４１から外部に臨み、光軸方向における移動に伴い、カバー２４の開口面よりも受光側に突出するように構成される。カバー２４は、レンズ駆動装置１のＯＩＳ固定部２０のベース２１（図４参照）に、例えば、接着により固定される。
　図４、図５は、レンズ駆動装置１の分解斜視図である。図５は、図４をＺ軸周りに１８０°回転した状態を示す。図４は、ＯＩＳ駆動部３０及びセンサー基板２２を取り付けた状態を示し、図５は、ＯＩＳ駆動部３０及びセンサー基板２２を取り外した状態を示している。
　図４、図５に示すように、本実施の形態において、レンズ駆動装置１は、ＯＩＳ可動部１０（第２可動部）、ＯＩＳ固定部２０（第２固定部）、ＯＩＳ駆動部３０（ＸＹ方向駆動部）及びＯＩＳ支持部４０（第２支持部）を備える。
　ＯＩＳ可動部１０は、振れ補正時に光軸直交面内で揺動する部分である。ＯＩＳ可動部１０は、ＡＦユニット、第２ステージ１３及びボール４２（図８等参照）を含む。ＡＦユニットは、ＡＦ可動部１１（第１可動部）、第１ステージ１２（第１固定部）、ＡＦ駆動部１４（Ｚ方向駆動部）及びＡＦ支持部１５（第１支持部）を有する（図７～図９参照）。
　ＯＩＳ固定部２０は、ＯＩＳ支持部４０を介してＯＩＳ可動部１０が接続される部分である。ＯＩＳ固定部２０は、ベース２１を含む。
　ＯＩＳ可動部１０は、ＯＩＳ固定部２０に対して光軸方向に離間して配置され、ＯＩＳ支持部４０を介してＯＩＳ固定部２０と連結される。また、ＯＩＳ可動部１０とＯＩＳ固定部２０は、ＯＩＳ用付勢部材５０によって、互いに近づく方向に付勢されている。本実施の形態では、ＯＩＳ用付勢部材５０は、レンズ駆動装置１の平面視における四隅に配置されている。
　なお、本実施の形態では、Ｙ方向の移動に関しては、ＡＦユニットを含むＯＩＳ可動部１０の全体が可動体として移動する。一方、Ｘ方向の移動に関しては、ＡＦユニットだけが可動体として移動する。つまり、Ｘ方向の移動に関しては、第２ステージ１３は、ベース２１とともにＯＩＳ固定部２０を構成し、ボール４２はＯＩＳ支持部４０として機能する。
　ベース２１は、例えば、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ＰＡＲを含む複数の樹脂材料を混合したＰＡＲアロイ（例えば、ＰＡＲ／ＰＣ）、又は液晶ポリマーからなる成形材料で形成される。ベース２１は、平面視で矩形状の部材であり、中央に円形の開口２１１を有する。
　ベース２１は、ベース２１の主面を形成する第１ベース部２１２、及び、センサー基板２２が配置される第２ベース部２１３を有する。第２ベース部２１３は、第１ベース部２１２に対して凹んで形成されている。第２ベース部２１３にセンサー基板２２が配置され、第１ベース部２１２及びセンサー基板２２により、面一のベース面が形成される。
　本実施の形態では、第２ベース部２１３は、ＡＦ駆動部１４及びＯＩＳ駆動部３０が配置されていない領域、すなわち、ベース２１の平面形状である矩形の一辺（第４の辺）に対応する領域に設けられている。この第２ベース部２１３にセンサー基板２２を配置することにより、磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚ用の給電ライン及び信号ラインを集約することができ、ベース２１における配線構造を簡略化することができる（図６参照）。
　また、ベース２１は、開口２１１の周縁に、ＡＦ可動部１１の光軸方向結像側への移動を規制する第３ベース部２１４を有する。第３ベース部２１４は、第１ベース部２１２に対して凹んで形成されており、これにより、ＡＦ可動部１１の光軸方向結像側への移動ストロークが確保されている。
　ベース２１は、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙが配置されるＯＩＳモーター固定部２１５を有する。ＯＩＳモーター固定部２１５は、例えば、ベース２１の角部に設けられ、第１ベース部２１２から光軸方向受光側に向けて突出して形成され、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙを保持可能な形状を有している。
　ベース２１には、例えば、インサート成形により、端子金具２３Ａ～２３Ｃが配置される。端子金具２３Ａは、ＡＦ駆動部１４及び第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘへの給電ラインを含む。端子金具２３Ａは、例えば、ベース２１の四隅に形成された開口２１６から露出し、ＯＩＳ用付勢部材５０と電気的に接続される。ＡＦ駆動部１４及び第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘへの給電は、ＯＩＳ用付勢部材５０を介して行われる。端子金具２３Ｂは、磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚへの給電ライン（例えば、４本）及び信号ライン（例えば、６本）を含む。端子金具２３Ｂは、センサー基板２２に形成された配線（図示略）と電気的に接続される。端子金具２３Ｃは、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙへの給電ラインを含む。
　また、ベース２１は、ＯＩＳ支持部４０を構成するボール４１が配置されるボール収容部２１７を有する。ボール収容部２１７は、例えば、ベース２１の四隅の近傍に設けられる。ボール収容部２１７は、Ｙ方向に延びる矩形状に凹んで形成されている。ボール収容部２１７の側面は、例えば、底面側に向けて溝幅が狭くなるようにテーパー形状に形成される。
　センサー基板２２は、磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚ用の給電ライン及び信号ラインを含む配線（図示略）を有する。センサー基板２２には、磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚが実装される。磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚは、例えば、ホール素子又はＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance）センサー等で構成され、センサー基板２２に形成された配線（図示略）を介して、端子金具２３Ｂと電気的に接続される。
　ＯＩＳ可動部１０の第１ステージ１２において、磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙに対向する位置にはマグネット１６Ｘ、１６Ｙが配置される（図１０参照）。磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ及びマグネット１６Ｘ、１６Ｙからなる位置検出部により、ＯＩＳ可動部１０のＸ方向及びＹ方向の位置が検出される。
　また、ＯＩＳ可動部１０のＡＦ可動部１１において、磁気センサー２５Ｚに対向する位置にはマグネット１６Ｚが配置される（図１０参照）。磁気センサー２５Ｚ及びマグネット１６Ｚからなる位置検出部により、ＡＦ可動部１１のＺ方向の位置が検出される。なお、マグネット１６Ｘ、１６Ｙ、１６Ｚと磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚに代えて、フォトリフレクター等の光センサーによりＯＩＳ可動部１０のＸ方向及びＹ方向の位置並びにＡＦ可動部１１のＺ方向の位置を検出するようにしてもよい。
　ＯＩＳ用付勢部材５０は、例えば、引張コイルばねで構成され、ＯＩＳ可動部１０とＯＩＳ固定部２０を連結する。本実施の形態では、ＯＩＳ用付勢部材５０の一端は、ベース２１の端子金具２３Ａに接続され、他端は、第１ステージ１２の配線１７Ａ、１７Ｂに接続されている。ＯＩＳ用付勢部材５０は、ＯＩＳ可動部１０とＯＩＳ固定部２０を連結したときの引張荷重を受けて、ＯＩＳ可動部１０とＯＩＳ固定部２０が互いに近づくように作用する。すなわち、ＯＩＳ可動部１０は、ＯＩＳ用付勢部材５０によって、光軸方向に付勢された状態（ベース２１に押し付けられた状態）で、ＸＹ面内で揺動可能に保持されている。これにより、ＯＩＳ可動部１０をがたつきのない安定した状態で保持することができる。
　また、本実施の形態では、ＯＩＳ用付勢部材５０は、ＡＦ駆動部１４及び第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘへの給電ラインとして機能する。
　ＯＩＳ支持部４０は、ＯＩＳ固定部２０に対して、ＯＩＳ可動部１０を光軸方向に離間した状態で支持する。本実施の形態では、ＯＩＳ支持部４０は、ＯＩＳ可動部１０（第１ステージ１２及び第２ステージ１３）とベース２１の間に介在する４個のボール４１を含む。４個のボール４１は、ベース２１と第２ステージ１３の間に介在する。
　また、ＯＩＳ支持部４０は、ＯＩＳ可動部１０において、第１ステージ１２と第２ステージ１３の間に介在する４個のボール４２を含む（図８等参照）。
　本実施の形態では、ＯＩＳ支持部４０を構成するボール４１、４２（計８個）の転動可能な方向を規制することにより、ＯＩＳ可動部１０をＸＹ面内で精度よく揺動できるようになっている。なお、ＯＩＳ支持部４０を構成するボール４１、４２の数は、適宜変更することができる。
　ＯＩＳ駆動部３０は、ＯＩＳ可動部１０をＸ方向及びＹ方向に移動させるアクチュエーターである。具体的には、ＯＩＳ駆動部３０は、ＯＩＳ可動部１０（ＡＦユニットのみ）をＸ方向に移動させる第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘ（第１のＸＹ方向駆動部）と、ＯＩＳ可動部１０全体をＹ方向に移動させる第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙ（第２のＸＹ方向駆動部）とで構成される。
　第１及び第２のＯＩＳ駆動部３０Ｘ、３０Ｙは、超音波モーターで構成される。第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘは、第１ステージ１２のＸ方向に沿う切欠部１２２（ＯＩＳモーター固定部）に固定される。第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙは、Ｙ方向に沿って延在するように、ベース２１のＯＩＳモーター固定部２１５に固定される。すなわち、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘ及び第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙは、互いに直交する辺に沿って配置されている。
　ＯＩＳ駆動部３０の構成を図７Ａ、図７Ｂに示す。図７Ａは、ＯＩＳ駆動部３０の各部材を組み付けた状態を示し、図７Ｂは、ＯＩＳ駆動部３０の各部材を分解した状態を示す。なお、図７Ａ、図７Ｂは、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙを示しているが、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘの主要構成、具体的にはＯＩＳ電極３３の形状を除く構成は同様であるので、ＯＩＳ駆動部３０を示す図として扱う。
　図７Ａ、図７Ｂに示すように、ＯＩＳ駆動部３０は、ＯＩＳ共振部３１、ＯＩＳ圧電素子３２及びＯＩＳ電極３３を有する。ＯＩＳ駆動部３０の駆動力は、ＯＩＳ動力伝達部３４を介して第２ステージ１３に伝達される。具体的には、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘは第１のＯＩＳ動力伝達部３４Ｘを介して第２ステージ１３に接続され、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙは第２のＯＩＳ動力伝達部３４Ｙを介して第２ステージ１３に接続されている。
　ＯＩＳ圧電素子３２は、例えば、セラミック材料で形成された板状素子であり、高周波電圧を印加することにより振動を発生する。ＯＩＳ共振部３１の胴部３１１を挟み込むように、２枚のＯＩＳ圧電素子３２が配置される。
　ＯＩＳ電極３３は、ＯＩＳ共振部３１及びＯＩＳ圧電素子３２を挟持し、ＯＩＳ圧電素子３２に電圧を印加する。第１のＯＩＳ駆動部３０ＸのＯＩＳ電極３３は、第１ステージ１２の配線１７Ａと電気的に接続され、第２のＯＩＳ駆動部３０ＹのＯＩＳ電極３３は、ベース２１の配線２３Ｃと電気的に接続される。
　ＯＩＳ共振部３１は、導電性材料で形成され、ＯＩＳ圧電素子３２の振動に共振して、振動運動を直線運動に変換する。本実施の形態では、ＯＩＳ共振部３１は、ＯＩＳ圧電素子３２に挟持される略矩形状の胴部３１１、胴部３１１の上部及び下部からＸ方向又はＹ方向に延在する２つのアーム部３１２、胴部３１１の中央部からＸ方向又はＹ方向に延在する突出部３１３、及び、胴部３１１の中央部から突出部３１３とは反対側に延在する通電部３１４を有している。２つのアーム部３１２は対称的な形状を有し、それぞれの自由端部がＯＩＳ動力伝達部３４に当接し、ＯＩＳ圧電素子３２の振動に共振して対称的に変形する。第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘの通電部３１４は、第１ステージ１２の配線１７Ａと電気的に接続され、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙの通電部３１４は、ベース２１の配線２３Ｃと電気的に接続される。
　ＯＩＳ共振部３１の胴部３１１に、厚さ方向からＯＩＳ圧電素子３２が貼り合わされ、ＯＩＳ電極３３により挟持されることにより、これらは互いに電気的に接続される。例えば、給電経路の一方がＯＩＳ電極３３に接続され、他方がＯＩＳ共振部３１の通電部３１４に接続されることで、ＯＩＳ圧電素子３２に電圧が印加され、振動が発生する。
　ＯＩＳ共振部３１は、少なくとも２つの共振周波数を有し、それぞれの共振周波数に対して、異なる挙動で変形する。言い換えると、ＯＩＳ共振部３１は、２つの共振周波数に対して異なる挙動で変形するように、全体の形状が設定されている。異なる挙動とは、ＯＩＳ動力伝達部３４をＸ方向又はＹ方向に前進させる挙動と、後退させる挙動である。
　ＯＩＳ動力伝達部３４は、一方向に延在するチャッキングガイドであり、一端がＯＩＳ駆動部３０に接続され、他端が第２ステージ１３に接続される。ＯＩＳ動力伝達部３４は、ＯＩＳモーター当接部３４１、ステージ固定部３４３、及び連結部３４２を有する。ＯＩＳモーター当接部３４１は、ＯＩＳ共振部３１のアーム部３１２の自由端部と当接する。ステージ固定部３４３は、ＯＩＳ動力伝達部３４の端部に配置され、第２ステージ１３のＯＩＳチャッキングガイド固定部１３５（図８等参照）に固定される。連結部３４２は、ＯＩＳモーター当接部３４１とステージ固定部３４３を連結する部分であり、ステージ固定部３４３から２つに分岐して互いに平行に形成されている。
　ＯＩＳモーター当接部３４１間の幅は、ＯＩＳ共振部３１のアーム部３１２の自由端部間の幅よりも広く設定される。例えば、連結部３４２とステージ固定部３４３との接続部分において、２つの連結部３４２の間に、接続端部の幅よりも大きい離隔部材３４４を介在させることで、ＯＩＳモーター当接部３４１間の幅を拡げることができる。これにより、ＯＩＳ駆動部３０にＯＩＳ動力伝達部３４を取り付けたときに、ＯＩＳ動力伝達部３４が板バネとして機能し、ＯＩＳ共振部３１のアーム部３１２を押し広げる方向に付勢力が作用する。この付勢力により、ＯＩＳ共振部３１のアーム部３１２の自由端部間にＯＩＳ動力伝達部３４が保持され、ＯＩＳ共振部３１からの駆動力がＯＩＳ動力伝達部３４に効率よく伝達される。
　ＯＩＳ駆動部３０とＯＩＳ動力伝達部３４は、付勢された状態で当接しているだけなので、当接部分をＸ方向又はＹ方向に大きくするだけで、レンズ駆動装置１の外形を大きくすることなく、ＯＩＳ可動部１０の移動距離（ストローク）を長くすることができる。
　第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘは、ＯＩＳ可動部１０（第１ステージ１２）に固定され、ＯＩＳ動力伝達部３４Ｘを介して第２ステージ１３と接続されており、第２のＯＩＳ駆動部３０ＹによるＹ方向の振れ補正時は、ＯＩＳ可動部１０とともに移動する。一方、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙは、ＯＩＳ固定部２０（ベース２１）に固定され、ＯＩＳ動力伝達部３４Ｙを介して第２ステージ１３と接続されており、第１のＯＩＳ駆動部３０ＸによるＸ方向の振れ補正に影響を受けない。すなわち、一方のＯＩＳ駆動部３０によるＯＩＳ可動部１０の移動は、他方のＯＩＳ駆動部３０の構造によって妨げられない。したがって、ＯＩＳ可動部１０のＺ軸周りの回転を防止することができ、ＯＩＳ可動部１０をＸＹ平面内で精度よく揺動させることができる。
　図８～図１０は、ＯＩＳ可動部１０の分解斜視図である。図９は、図８をＺ軸周りに１８０°回転させた状態を示す。図１０は、図８をＺ軸周りに１８０°回転させた状態を示す下方斜視図である。なお、図９では、ＡＦ駆動部１４及び第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘが第１ステージ１２から取り外した状態となっている。
　以下において、レンズ駆動装置１の平面形状である矩形において、ＡＦ駆動部１４が配置される辺を「第１の辺」、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘが配置される辺を「第２の辺」、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｘが配置される辺を「第３の辺」、残りの一辺を「第４の辺」と称する。
　図８～図１０に示すように、本実施の形態において、ＯＩＳ可動部１０は、ＡＦ可動部１１、第１ステージ１２、第２ステージ１３、ＡＦ駆動部１４及びＡＦ支持部１５等を有する。Ｙ方向の移動に関しては、第１ステージ１２及び第２ステージ１３を含むＯＩＳ可動部１０全体が可動体となるのに対して、Ｘ方向の移動に関しては、第２ステージ１３はＯＩＳ固定部２０として機能し、ＡＦユニットだけがＯＩＳ可動部１０として機能する。また、第１ステージ１２は、ＡＦ固定部として機能する。
　ＡＦ可動部１１は、ピント合わせ時に光軸方向に移動する部分である。ＡＦ可動部１１は、第１ステージ１２（ＡＦ固定部）に対して径方向内側に離間して配置され、ＡＦ支持部１５を介して第１ステージ１２に付勢された状態で支持される。
　ＡＦ可動部１１は、レンズ部２（図２参照）を保持するレンズホルダーである（以下、「レンズホルダー１１」と称する）。レンズホルダー１１は、例えば、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ＰＡＲを含む複数の樹脂材料を混合したＰＡＲアロイ、液晶ポリマー等で形成される。レンズホルダー１１は、筒状のレンズ収容部１１１を有する。レンズ収容部１１１には、レンズ部２（図２参照）が、例えば、接着により固定される。
　レンズホルダー１１は、レンズ収容部１１１の周面において、Ｘ方向に沿う２箇所、すなわち第１の辺及び第２の辺に沿う部分に、ボール保持部１１２を有する。レンズホルダー１１は、例えば、直方体形状を有する。それぞれのボール保持部１１２において、Ｘ方向における両端部に、ＡＦ支持部１５（ボール）を収容するボール収容部１１３が設けられている。ボール収容部１１３の側面は、例えば、底面側に向けて溝幅狭くなるようにテーパー形状に形成されている。また、ボール保持部１１２の下面には、レンズ収容部１１１の下面よりも光軸方向結像側に突出し、レンズホルダー１１の光軸方向結像側（下側）への移動を規制するストッパー部１１４が設けられている。本実施の形態では、ストッパー部１１４は、ＡＦ駆動部１４が駆動されていない基準状態において、ベース２１の第３ベース部２１４に当接する。
　また、レンズ収容部１１１の周面には、Ｚ位置検出用のマグネット１６Ｚを収容するマグネット収容部１１５が設けられている。マグネット収容部１１５にマグネット１６Ｚが配置される。センサー基板２２において、マグネット１６Ｚと光軸方向に対向する位置に、Ｚ位置検出用の磁気センサー２５Ｚが配置される（図４参照）。
　また、一方のボール保持部１１２の下部には、ＡＦ動力伝達部１４４が、Ｙ方向（－側）に突出するように配置されている。ＡＦ動力伝達部１４４は、Ｚ方向に所定の長さを有するチャッキングガイドであり、ＡＦ動力伝達部１４４を挟み込むように、ＡＦ駆動部１４の共振部１４１のアーム部１４１ｂが当接し、ＡＦ駆動部１４の動力が伝達される（図１４参照）。２つのアーム部１４１ｂによりＡＦ動力伝達部１４４が挟持されているので、共振部１４１の変形によって生じる駆動力が効率よく伝達される。
　本実施の形態では、ＡＦ動力伝達部１４４は、レンズホルダー１１と別部材で構成されている。ＡＦ動力伝達部１４４は、例えば、平面視でＵ字形状を有し、側面部がＸ方向に対向した状態で、底面部がボール保持部１１２の周面に固定される。ＡＦ動力伝達部１４４は、例えば、チタン銅、ニッケル銅、ステンレス等の金属材料で形成される。これにより、ＡＦ駆動部３０のアーム部１４１ｂが樹脂成形品であるレンズホルダー１１に当接する場合に比較して、ＡＦ駆動部１４の駆動力が効率よく伝達される。なお、ＡＦ動力伝達部１４４は、レンズホルダー１１と一体的に成形されてもよい。
　第１ステージ１２は、ＡＦ支持部１５を介してＡＦ可動部１１を支持する部分である。第１ステージ１２の光軸方向結像側には、ボール４２を介して第２ステージ１３が配置される。第１ステージ１２は、振れ補正時にＸ方向及びＹ方向に移動し、第２ステージ１３は、振れ補正時にＹ方向のみに移動する。
　第１ステージ１２は、光軸方向から見た平面視において略矩形状を有する筒状の部材であり、例えば、液晶ポリマーで形成される。第１ステージ１２は、レンズホルダー１１に対応する部分に略円形状の開口１２１を有する。第１ステージ１２において、ＯＩＳ駆動部３０に対応する部分（第２の辺及び第３の辺に沿う側壁の外側面）には切欠部１２２が設けられており、径方向外側にはみ出さないようにＯＩＳ駆動部３０を配置できるようになっている。
　第１ステージ１２は、下面に、ボール４２を収容する４つのボール収容部１２３を有する。なお、図１０において、ボール収容部１２３の一つは現れていない。ボール収容部１２３は、Ｘ方向に延びる矩形状に凹んで形成されている。また、ボール収容部１２３の側面は、底面側に向けて溝幅狭くなるようにテーパー形状に形成されている。ボール収容部１２３は、第２ステージ１３のボール収容部１３３とＺ方向において対向する。
　第１ステージ１２において、Ｘ方向に沿う２つの側壁（第１の辺及び第２の辺に沿う側壁）の内面には、レンズホルダー１１のボール保持部１１２の形状に対応して切欠部（符号略）が形成されている。また、切欠部の両端に、ＡＦ支持部１５を固定するためのボール固定部１２４が設けられている。ボール固定部１２４は、第１ステージ１２下面よりも光軸方向結像側に突出して形成されている。
　第１ステージ１２において、Ｘ方向に沿う一方の側壁（第１の辺に沿う側壁）には、ＡＦ駆動部１４が配置されるＡＦモーター固定部１２５が形成されている。ＡＦ駆動部１４は、ＡＦモーター固定部１２５に、例えば、接着により固定される。
　第１ステージ１２において、Ｙ方向に沿う一方の側壁（第４の辺に沿う側壁）には、ＸＹ位置検出用のマグネット１６Ｘ、１６Ｙを収容するマグネット収容部１２６が設けられている。マグネット収容部１２６にマグネット１６Ｘ，１６Ｙが配置される。例えば、マグネット１６ＸはＸ方向に着磁され、マグネット１６ＹはＹ方向に着磁される。センサー基板２２において、マグネット１６Ｘ，１６Ｙと光軸方向に対向する位置に、ＸＹ位置検出用の磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙが配置される（図４参照）。
　また、第１ステージ１２には、例えば、インサート成形により、配線１７Ａ、１７Ｂが埋設されている（図１２参照）。配線１７Ａ、１７Ｂは、例えば、第１の辺及び第２の辺に沿って配置される。配線１７Ａ、１７Ｂは、第１ステージ１２の四隅から露出しており、この部分に、ＯＩＳ用付勢部材５０の一端が接続される。配線１７Ａを介して第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘへの給電が行われる、配線１７Ｂを介してＡＦ駆動部１４への給電が行われる。
　第２ステージ１３は、光軸方向から見た平面視において略矩形状を有する筒状の部材であり、例えば、液晶ポリマーで形成される。第２ステージ１３の内周面１３１は、レンズホルダー１１の外形に対応して形成されている。第２ステージ１３において、ＯＩＳ駆動部３０に対応する部分（第２の辺及び第３の辺に沿う側壁の外側面）には、第１ステージ１２と同様に、切欠部１３２が設けられており、径方向外側にはみ出さないようにＯＩＳ駆動部３０を配置できるようになっている。
　第２ステージ１３は、下面に、ボール４１を収容する４つのボール収容部１３４を有する。ボール収容部１３４は、ベース２１のボール収容部２１７とＺ方向において対向する。ボール収容部１３４は、Ｙ方向に延びる矩形状に凹んで形成されている。また、ボール収容部１３４の側面は、底面側に向けて溝幅が狭くなるようにテーパー形状に形成されている。
　また、第２ステージ１３は、上面に、ボール４２を収容する４つのボール収容部１３３を有する。ボール収容部１３３は、第１ステージ１２のボール収容部１２３とＺ方向において対向する。ボール収容部１３３は、Ｘ方向に延びる矩形状に凹んで形成されている。ボール収容部１３３の側面は、底面側に向けて溝幅が狭くなるようにテーパー形状に形成されている。
　ＯＩＳ支持部４０を構成する４つのボール４１は、ベース２１のボール収容部２１７と第２ステージ１３のボール収容部１３４により、多点接触で挟持される。したがって、ボール４１は、安定してＸ方向に転動する。
　また、４つのボール４２は、第２ステージ１３のボール収容部１３３と第１ステージ１２のボール収容部１２３により、多点接触で挟持される。したがって、ボール４２は、安定してＸ方向に転動する。
　ＡＦ支持部１５は、第１ステージ１２（ＡＦ固定部）に対してレンズホルダー１１（ＡＦ可動部）を支持する部分である。本実施の形態では、ＡＦ支持部１５は、Ｚ方向に並んで配置された複数のボール（ここでは、２個）で構成されている。ＡＦ支持部１５は、レンズホルダー１１のボール収容部１１３と第１ステージ１２のボール固定部１２４との間に、転動可能な状態で介在する。
　本実施の形態では、図１２に示すように、ＡＦ支持部１５は、レンズホルダー１１の外周面において、４カ所に配置されている。具体的には、Ｘ方向に沿う第１直線Ｌ１（図１２参照）上に配置される一組のＡＦ支持部１５Ａと、Ｘ方向に沿う第２直線Ｌ２（図１２参照）上に配置される一組の第２のＡＦ支持部１５Ｂと、で構成されている。第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２は、光軸を通りＸ方向に平行な直線Ｌ３に関して対称な位置関係にある。
　また、図１３に示すように、一組のＡＦ支持部１５Ａのうちの一方と第１ステージ１２のボール固定部１２４との間には、レンズホルダー１１を付勢する付勢部１８が配置される。図１３は、図１２における直線Ｌ１に沿う断面図である。もう一組のＡＦ支持部１５Ｂにおいても同様に、第１ステージ１２のボール固定部１２４との間に付勢部１８が配置される。
　したがって、レンズホルダー１１は、２組のＡＦ支持部１５Ａ、１５Ｂを介して、Ｘ方向に付勢された状態で第１ステージ１２に支持される。これにより、レンズホルダー１１は、安定した姿勢で保持される。
　図１３に示すように、付勢部１８は、例えば、金属材料で形成される板バネ１８１（付勢部材）と、摩擦係数が小さいセラミック材料で形成されるスペーサー１８２（干渉部材）と、を有する。第１ステージ１２側に板バネ１８１が配置され、レンズホルダー１１側にスペーサー１８２が配置される。板バネ１８１とＡＦ支持部１５（ボール）との間にセラミック製のスペーサー１８２を介在させることにより、ボールを滑らかに転動させることができ、耐久性が向上する。なお、スペーサー１８２の材質は、ボールを滑らかに転動させることができるものであればよく、摩擦係数が小さいセラミック材料に限らず、例えば、銅合金やステンレスなど適度な摩擦係数を有する材料でもよい。
　ＡＦ駆動部１４は、ＡＦ可動部１１をＺ方向に移動させるアクチュエーターである。ＡＦ駆動部１４は、ＯＩＳ駆動部３０と同様に、超音波モーターで構成されている。ＡＦ駆動部１４は、アーム部１４１ｂがＺ方向に延在するように、第１ステージ１２のＸ方向に沿う側壁（第１の辺に沿う側壁）に固定される。
　ＡＦ駆動部１４の構成を図１１Ａ、図１１Ｂに示す。図１１Ａは、ＡＦ駆動部１４の各部材を組み付けた状態を示し、図１１Ｂは、ＡＦ駆動部１４の各部材を分解した状態を示す。ＡＦ駆動部１４の構成は、ＯＩＳ駆動部３０とほぼ同様である。
　図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、ＡＦ駆動部１４は、ＡＦ共振部１４１、ＡＦ圧電素子１４２及びＡＦ電極１４３を有する。ＡＦ駆動部１４の駆動力は、ＡＦ動力伝達部１４４を介してレンズホルダー１１に伝達される。
　ＡＦ圧電素子１４２は、例えば、セラミック材料で形成された板状素子であり、高周波電圧を印加することにより振動を発生する。ＡＦ共振部１４１の胴部１４１ａを挟み込むように、２枚のＡＦ圧電素子１４２が配置される。
　ＡＦ電極１４３は、ＡＦ共振部１４１及びＡＦ圧電素子１４２を挟持し、ＡＦ圧電素子１４２に電圧を印加する。
　ＡＦ共振部１４１は、導電性材料で形成され、ＡＦ圧電素子１４２の振動に共振して、振動運動を直線運動に変換する。本実施の形態では、ＡＦ共振部１４１は、ＡＦ圧電素子１４２に挟持される略矩形状の胴部１４１ａ、胴部１４１ａからＺ方向に延在する２つのアーム部１４１ｂ、胴部１４１ａの中央部からＺ方向に延在する突出部１４１ｃ、及び、胴部１４１ａの中央部から突出部１４１ｃとは反対側に延在し給電経路（第１ステージ１２の配線１７Ｂ）と電気的に接続される通電部１４１ｄを有している。２つのアーム部１４１ｂは対称的な形状を有し、ＡＦ圧電素子１４２の振動に共振して対称的に変形する。ＡＦ駆動部１４は、２つのアーム部１４１ｂがＺ方向に延在して、自由端部でＡＦ動力伝達部１４４を挟持するように配置される。
　ＡＦ共振部１４１の胴部１４１ａに、厚さ方向からＡＦ圧電素子１４２が貼り合わされ、ＡＦ電極１４３により挟持されることにより、これらは互いに電気的に接続される。ＡＦ共振部１４１の通電部１４１ｄ及びＡＦ電極１４３が第１ステージ１２の配線１７Ｂに接続されることで、ＡＦ圧電素子１４２に電圧が印加され、振動が発生する。
　ＡＦ共振部１４１は、ＯＩＳ共振部３１と同様に、少なくとも２つの共振周波数を有し、それぞれの共振周波数に対して、異なる挙動で変形する。言い換えると、ＡＦ共振部１４１は、２つの共振周波数に対して異なる挙動で変形するように、全体の形状が設定されている。
　レンズ駆動装置１において、ＡＦ駆動部１４に電圧を印加すると、ＡＦ圧電素子１４２が振動し、ＡＦ共振部１４１が周波数に応じた挙動で変形する。ＡＦ駆動部１４の駆動力により、ＡＦ動力伝達部１４４がＺ方向に摺動される。これに伴い、ＡＦ可動部１１がＺ方向に移動し、ピント合わせが行われる。ＡＦ支持部１５がボールで構成されているので、ＡＦ可動部１１はＺ方向にスムーズに移動することができる。また、ＡＦ駆動部１４とＡＦ動力伝達部１４４は、付勢された状態で当接しているだけなので、当接部分をＺ方向に大きくするだけで、レンズ駆動装置１の低背化を損なうことなく、ＡＦ可動部１１の移動距離（ストローク）を容易に長くすることができる。
　レンズ駆動装置１において、ＯＩＳ駆動部３０に電圧を印加すると、ＯＩＳ圧電素子３２が振動し、ＯＩＳ共振部３１が周波数に応じた挙動で変形する。ＯＩＳ駆動部３０の駆動力により、ＯＩＳ動力伝達部３４がＸ方向又はＹ方向に摺動される。これに伴い、ＯＩＳ可動部１０がＸ方向又はＹ方向に移動し、振れ補正が行われる。ＯＩＳ支持部４０がボールで構成されているので、ＯＩＳ可動部１０はＸ方向又はＹ方向にスムーズに移動することができる。
　具体的には、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘが駆動され、ＯＩＳ動力伝達部３４がＸ方向に移動する場合、第１のＯＩＳ駆動部３０Ｘが配置されている第１ステージ１２から第２ステージ１３に動力が伝達される。このとき、第２ステージ１３とベース２１とで挟持されているボール４１（ボール収容部２１７に収容されている４個）は、Ｘ方向に転動できないので、ベース２１に対する第２ステージ１３のＸ方向の位置は維持される。一方、第１ステージ１２と第２ステージ１３とで挟持されているボール４２は、Ｘ方向に転動できるので、第２ステージ１３に対して第１ステージ１２がＸ方向に移動する。つまり、第２ステージ１３がＯＩＳ固定部２０を構成し、第１ステージ１２がＯＩＳ可動部１０を構成する。
　また、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙが駆動され、ＯＩＳ動力伝達部３４がＹ方向に移動する場合、第２のＯＩＳ駆動部３０Ｙが配置されているベース２１から第２ステージ１３に動力が伝達される。このとき、第１ステージ１２と第２ステージ１３とで挟持されているボール４２は、Ｙ方向に転動できないので、第２ステージに対する第１ステージ１２のＹ方向の位置は維持される。一方、第２ステージ１３とベース２１とで挟持されているボール４１（ボール収容部２１７に収容されている４個）は、Ｙ方向に転動できるので、ベース２１に対して第２ステージ１３がＹ方向に移動する。第１ステージ１２も第２ステージ１３に追従してＹ方向に移動することになる。つまり、ベース２１がＯＩＳ固定部２０を構成し、第１ステージ１２及び第２ステージ１３を含むＡＦユニットがＯＩＳ可動部１０を構成する。
　このようにして、ＯＩＳ可動部１０がＸＹ平面内で揺動し、振れ補正が行われる。具体的には、カメラモジュールＡの角度振れが相殺されるように、振れ検出部（例えばジャイロセンサー、図示略）からの角度振れを示す検出信号に基づいて、ＯＩＳ駆動部３０Ｘ、３０Ｙへの通電電圧が制御される。このとき、マグネット１６Ｘ、１６Ｙ及び磁気センサー２５Ｘ、２５Ｙで構成されるＸＹ位置検出部の検出結果をフィードバックすることで、ＯＩＳ可動部１０の並進移動を正確に制御することができる。
　このように、実施の形態に係るレンズ駆動装置１は、第１ステージ１２（第１固定部）と、第１ステージ１２の径方向内側に配置されるレンズホルダー１１（第１可動部）と、第１ステージ１２に対してレンズホルダー１１を支持するＡＦ支持部１５（第１支持部）と、第１ステージ１２に配置され、第１ステージ１２に対してレンズホルダー１１を光軸方向に移動させるＡＦ駆動部１４（Ｚ方向駆動部）と、を備え、光軸方向から見た平面視形状が矩形形状である。
　レンズホルダー１１は、径方向外側に突出して設けられたＡＦ動力伝達部１４４を有し、ＡＦ駆動部１４は、圧電素子１４２及び共振部１４１を有し、振動運動を直線運動に変換する超音波モーターで構成され、共振部１４１の２つのアーム部１４１ｂが光軸方向に延在してＡＦ動力伝達部１４４を挟持するように矩形の第１の辺に配置される。
　レンズホルダー１１は、ＡＦ支持部１５を介して、光軸方向と直交する付勢方向に付勢された状態で第１ステージ１２に支持されている。
　レンズ駆動装置１によれば、ＡＦ駆動部１４が超音波モーターで構成されているので、外部磁気の影響を低減できるとともに、小型化及び低背化を図ることができる。
　また、ＡＦ駆動部１４のアーム部１４１ｂが光軸方向に延在してＡＦ動力伝達部１４４を挟持しており、ＡＦ駆動部１４の駆動力がレンズホルダー１１に最大限に伝達されるので、レンズホルダー１１を移動させる駆動力を効率よく得ることができる。その上、レンズホルダー１１は、ＡＦ支持部１５を介して第１ステージ（ＡＦ固定部）に付勢されているので、光軸方向へ移動する際の姿勢が安定する。したがって、レンズ駆動装置１の駆動性能が格段に向上する。
　スマートフォンＭのように、レンズ駆動装置１を有するカメラモジュールＡを近接して配置しても磁気的な影響はないので、デュアルカメラ用として極めて好適である。
　また、レンズ駆動装置１において、付勢方向は、ＡＦ駆動部１４が配置される第１の辺に平行である。
　具体的には、ＡＦ支持部１５Ａ（第１支持部）は、レンズホルダー１１（第１可動部）の外周面において、付勢方向に平行な第１直線Ｌ１上に２つ配置されている。
　また、一組のＡＦ支持部１５Ａ（第１支持部）のうちの一方と第１ステージ１２（第１固定部）との間に、板バネ１８１（付勢部材）が介在している。
　また、ＡＦ支持部１５Ｂ（第１支持部）は、レンズホルダー１１（第１可動部）の外周面において、付勢方向に平行で第１直線Ｌ１とは異なる第２直線Ｌ２上に、２つ配置されている。
　また、二組のＡＦ支持部１５Ａ、１５Ｂ（第１支持部）は、付勢方向に平行で光軸を通る直線Ｌ３に関して対称な位置に配置されている。
　また、ＡＦ支持部１５（第１支持部）は、光軸方向に並んで配置されたボールで構成されている。
　以上の構成により、光軸方向に移動する際のレンズホルダー１１の姿勢を、より安定させることができる。
　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、カメラモジュールＡ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Ｍ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。また、輸送機器は、例えば自動車を含む。
　図１５Ａ、図１５Ｂ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１５Ａは自動車Ｖの正面図であり、図１５Ｂ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、実施の形態で説明したカメラモジュールＡを搭載する。図１５Ａ、図１５Ｂ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、自動運転制御用等として使用される。
　実施の形態では、レンズホルダー１１がＸ方向に付勢されているが、レンズホルダー１１の付勢方向はＸ方向でなくてもよく、レンズホルダー１１を安定した姿勢で保持できればよい。例えば、実施の形態では、二組のＡＦ支持部１５Ａ、１５Ｂが、それぞれ付勢方向であるＸ方向に平行な直線Ｌ１、Ｌ２上に配置されているが、直線Ｌ１、Ｌ２の延在方向はＹ方向であってもよいし、Ｘ方向及びＹ方向から傾いた方向であってもよい。さらには、直線Ｌ１、Ｌ２は、互いに交差していてもよいし、光軸を通る直線に関して対称に配置されなくてもよい。
　また、本発明は、オートフォーカスだけでなく、ズームなど、可動部を光軸方向に移動させる場合に適用することができる。
　さらに、ＡＦユニットの支持構造は、ＡＦ駆動部１４のように駆動源が超音波モーターで構成されている場合に限らず、超音波モーター以外の駆動源（例えば、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ））を備えるレンズ駆動装置にも適用することができる。
　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。
　２０１９年１２月１２日出願の特願２０１９－２２４５９１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　１　レンズ駆動装置
　１０　ＯＩＳ可動部（第２可動部）
　１１　ＡＦ可動部（第１可動部）
　１２　第１ステージ（第１固定部）
　１３　第２ステージ
　１４　ＡＦ駆動部（Ｚ方向駆動部）
　１４１　ＡＦ共振部
　１４２　ＡＦ圧電素子
　１４３　ＡＦ電極
　１４４　ＡＦ動力伝達部
　１５　ＡＦ支持部（第１支持部）
　２０　ＯＩＳ固定部（第２固定部）
　２１　ベース
　３０　ＯＩＳ駆動部（ＸＹ方向駆動部）
　３１　ＯＩＳ共振部
　３２　ＯＩＳ圧電素子
　３３　ＯＩＳ電極
　３４　ＯＩＳ動力伝達部
　４０　ＯＩＳ支持部（第２支持部）
　５０　ＯＩＳ用付勢部材
　Ａ　カメラモジュール
　Ｍ　スマートフォン（カメラ搭載装置）

Claims (11)

  1. 　第１固定部と、
    　前記第１固定部の径方向内側に配置される第１可動部と、
    　前記第１固定部に対して前記第１可動部を支持する第１支持部と、
    　前記第１固定部に配置され、前記第１固定部に対して前記第１可動部を光軸方向に移動させるＺ方向駆動部と、を備え、
    　前記光軸方向から見た平面視形状が矩形形状であるレンズ駆動装置であって、
    　前記第１可動部は、径方向外側に突出して設けられた動力伝達部を有し、
    　前記Ｚ方向駆動部は、振動運動を直線運動に変換する超音波モーターで構成され、前記動力伝達部と当接するように前記矩形の第１の辺に配置され、
    　前記第１可動部は、前記第１支持部を介して、前記光軸方向と直交する付勢方向に付勢された状態で前記第１固定部に支持されている、
    　レンズ駆動装置。
  2. 　前記付勢方向は、前記第１の辺に平行である、請求項１に記載のレンズ駆動装置。
  3. 　前記第１支持部は、前記第１可動部の外周面において、前記付勢方向に平行な第１直線上に２つ配置されている、
    　請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
  4. 　一組の前記第１支持部のうちの一方と前記第１固定部との間に、付勢部材が介在している、
    　請求項３に記載のレンズ駆動装置。
  5. 　前記第１支持部は、前記第１可動部の外周面において、前記付勢方向に平行で前記第１直線とは異なる第２直線上に、さらに２つ配置されている、
    　請求項３又は４に記載のレンズ駆動装置。
  6. 　二組の前記第１支持部は、前記付勢方向に平行で光軸を通る直線に関して対称な位置に配置されている、
    　請求項５に記載のレンズ駆動装置。
  7. 　前記第１支持部は、前記光軸方向に並んで配置されたボールである、請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
  8. 　第２固定部と、
    　前記第１固定部、前記第１可動部、前記第１支持部及び前記Ｚ方向駆動部を含む第２可動部と、
    　前記第２固定部に対して前記第２可動部を支持する第２支持部と、
    　前記第２固定部に対して前記第２可動部を前記光軸方向に直交する光軸直交面内において移動させるＸＹ方向駆動部と、を備え、
    　前記ＸＹ方向駆動部は、前記第１の辺以外の隣り合う第２の辺及び第３の辺に配置されている、
    　請求項１から７のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
  9. 　前記第１可動部の前記光軸方向における位置、及び前記第２可動部の前記光軸直交面内における位置を検出するための検出センサーが実装されたセンサー基板を備え、
    　前記センサー基板は、前記第２固定部における前記第１から第３の辺以外の第４の辺に対応する領域に配置されている、
    　請求項８に記載のレンズ駆動装置。
  10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
    　前記第１可動部に装着されるレンズ部と、
    　前記レンズ部により結像された被写体像を撮像する撮像部と、
    　を備える、カメラモジュール。
  11. 　情報機器又は輸送機器であるカメラ搭載装置であって、
    　請求項１０に記載のカメラモジュールと、
    　前記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と、を備える、カメラ搭載装置。
PCT/JP2020/040867 2019-12-12 2020-10-30 レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置 WO2021117374A1 (ja)

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