(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-25
(45)【発行日】2024-02-02
(54)【発明の名称】カメラモジュール
(51)【国際特許分類】
G03B 5/00 20210101AFI20240126BHJP
G02B 7/04 20210101ALI20240126BHJP
H04N 23/50 20230101ALI20240126BHJP
H04N 23/57 20230101ALI20240126BHJP
H04N 23/68 20230101ALI20240126BHJP
G03B 30/00 20210101ALI20240126BHJP
【ＦＩ】
G03B5/00 J
G02B7/04 E
H04N23/50
H04N23/57
H04N23/68
G03B30/00
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019230761
(22)【出願日】2019-12-20
(65)【公開番号】P2021099417
(43)【公開日】2021-07-01
【審査請求日】2022-10-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 賢樹
(74)【代理人】
【識別番号】100133215
【弁理士】
【氏名又は名称】真家 大樹
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 彰人
(72)【発明者】
【氏名】関本 芳宏
【審査官】藏田 敦之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０２８３４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０５０６６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３２１５０３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００９－０７１６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１００５７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２８４１４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２５２７７１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１６５１３６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｂ ５／００ － ５／０６
Ｇ０２Ｂ ７／０２ － ７／１６
Ｈ０４Ｎ ２３／５０
Ｈ０４Ｎ ２３／５７
Ｈ０４Ｎ ２３／６８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に変位可能に支持される撮像レンズと、前記第１方向と異なる第２方向に変位可能に支持されるイメージセンサと、
前記撮像レンズを前記第１方向に位置決めする第１アクチュエータと、
前記イメージセンサを前記第２方向に位置決めする第２アクチュエータと、
を備え、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの一方によってオートフォーカス動作を、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの他方によって光学手ぶれ補正動作を行い、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの両方が電磁駆動手段を有するとともに、
前記電磁駆動手段における駆動用磁石は、オートフォーカス動作用と光学手ぶれ補正動作用とで兼用されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項2】
前記第１方向は、前記撮像レンズの光軸に垂直な方向であり、前記第２方向は、前記撮像レンズの前記光軸方向であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項3】
前記第１方向は、前記撮像レンズの光軸方向であり、前記第２方向は、前記撮像レンズの光軸と垂直な方向であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項4】
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方が、弾性体により可動部を支持していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカメラモジュール。
【請求項5】
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの両方が、弾性体により可動部を支持していることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
【請求項6】
前記光学手ぶれ補正を行うアクチュエータでは、可動部の変位を検出するための位置検出手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォンなどに搭載されるカメラモジュールにおいては、撮像レンズとイメージセンサの相対位置（変位量）を検出して、この位置情報をフィードバックすることで、撮像レンズあるいはイメージセンサの位置を高精度かつ高速に制御する機能を取り入れるものが増加してきている。特に、光学手ブレ補正（ＯＩＳ）としてフィードバック制御を取り入れることにより、高精度の手ブレ補正が可能となるため、暗い場所で、遠方の被写体をブレなく撮影したいという要求の高まりとともに、ＯＩＳを採用したカメラは今後も増加していくであろう。
【0003】
一方、オートフォーカス（ＡＦ）機能はほとんどのカメラモジュールですでに採用されており、被写体までの距離に応じて撮像レンズとイメージセンサの相対位置を変化させることでフォーカシングが行われる。ＡＦ機能においては、フィードバック制御を取り入れているものと取り入れていないものが存在するが、フィードバック制御を取り入れることで、高速のフォーカス引き込みや焦点位置維持の高精度化を目指したカメラモジュールが増加しつつある。
【0004】
このように、ＯＩＳやＡＦ機能を働かせるためには、撮像レンズあるいはイメージセンサを駆動する必要があり、そのためのアクチュエータが搭載される。近年、カメラとしての高画素化が急激に進行しつつあり、それにともなって撮像レンズが大口径化されるため、特に撮像レンズの重量増加がアクチュエータにとって大きな負担となりつつある。
【0005】
ＯＩＳ機能とＡＦ機能の両方を有するカメラモジュールとしては、さまざまな例が開示されている。たとえば、特許文献１には、撮像レンズをＡＦのために駆動し、ＡＦアクチュエータ全体をＯＩＳのために駆動する例が開示されている。また、特許文献２には、撮像レンズをＯＩＳのために駆動し、ＯＩＳアクチュエータ全体をＡＦのために駆動する例が開示されている。また、特許文献３には、撮像レンズは固定しておき、イメージセンサをＡＦのために駆動する例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１１－６５１４０号公報
【文献】特開２０１２－３７５４９号公報
【文献】特開２０１４－４８５３３号公報
【文献】特開２０１１－２３２７０７号公報
【文献】特開２０１４－１２７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
課題１． 特許文献１に記載のカメラモジュールでは、撮像レンズをバネで支持しながらＡＦのために駆動し、ＡＦアクチュエータ全体をサスペンションワイヤーで支持しながらＯＩＳのために駆動するカメラモジュールが開示されている。高画素化にともなって撮像レンズが大口径化されると、可動部としての重量が増加するのはもちろん、ＡＦアクチュエータも大型化するため、特にＯＩＳアクチュエータにとっては、撮像レンズの重量増とＡＦアクチュエータの重量増が二重に負担となり、駆動のために大きな力が必要となる。さらに、落下衝撃等によるサスペンションワイヤーの破損を防ぐため、サスペンションワイヤーの強度を高める必要があり、これによってサスペンションワイヤーのバネとしての反力も大きくなり、反力に逆らって駆動するための大きな力も必要となる。したがって、たとえ撮像レンズの重量がＡＦ駆動は可能なレベルであったとしても、ＯＩＳ駆動は非常に厳しい状況になってくる。
【0008】
特許文献２に記載のカメラモジュールでは、撮像レンズをサスペンションワイヤーで支持しながらＯＩＳのために駆動し、ＯＩＳアクチュエータ全体をバネで支持しながらＡＦのために駆動するカメラモジュールが開示されている。高画素化にともなって撮像レンズが大口径化されると、可動部としての重量が増加するのはもちろん、ＯＩＳアクチュエータも大型化するため、特にＡＦアクチュエータにとっては、撮像レンズの重量増とＯＩＳアクチュエータの重量増が二重の負担となり、駆動のために大きな力が必要となる。ＯＩＳの動作に比べると、ＡＦの動作の方が高速の動きが少なく、焦点深度の範囲である程度の誤差も許容できるため、特許文献２のようにＯＩＳ可動部の重量軽減を優先する方が望ましいが、それでもいずれはＡＦアクチュエータにとっても重量増の負担が限界に達するので、対応策が必要になってくる。
【0009】
特許文献３に記載のカメラモジュールでは、撮像レンズは固定されており、イメージセンサをＡＦのために駆動するカメラモジュールが開示されている。この例では、イメージセンサを駆動することによるＡＦ動作のみが記載されており、ＯＩＳ動作については触れられていない。撮像レンズは固定であり、ＯＩＳ動作には寄与しない。
【0010】
課題２． イメージセンサを駆動するカメラモジュールの一例として、特許文献４には、ＡＦ用のアクチュエータとイメージセンサ全体をＯＩＳのために駆動するカメラモジュールが開示されている。また、特許文献５には、可動部分であるイメージセンサと固定部分である端子配線基板とがボンディングワイヤによって配線接続され、イメージセンサが調整のために移動される例が開示されている。
【0011】
特許文献４に記載のカメラモジュールでは、ＡＦのためには撮像レンズが駆動されるが、ＯＩＳのためにはＡＦ用のアクチュエータとイメージセンサ全体が駆動される。イメージセンサがＯＩＳの可動部となるため、イメージセンサに通電するためには、可動部と固定部を橋渡しする通電手段が必要になり、そのための手段として、特許文献４ではフレキシブル配線基板が用いられている。しかしながら、フレキシブル配線基板は、ベースフィルム、銅箔、カバーレイなどが積層された構造をしており、ある程度のバネ性を有することが避けられない。特許文献４では、バネ性の影響を極力低減するため、フレキシブル配線基板をＵ字状部分やＬ字状部分を有するパターンとし、変形しやすい構成にしているが、複雑なパターン構造のフレキシブル配線基板を這わせるためのスペースが必要になり、カメラモジュールが大型化してしまう。また、フレキシブル配線基板は平面的な構造であるため、その厚さ方向には撓みやすいが、厚さ方向と垂直な方向にはどうしても硬くなってしまい、バネ性の影響が出やすくなるため、イメージセンサを光軸に垂直な方向に駆動する用途には適さない。余計なバネ性を有したままで用いると、変形させるのにそれだけ大きな推力が必要で、消費電力の増大につながる。また、余計なバネ性は想定外の共振を生じさせるリスクがあり、制御性能を低下させるおそれが生じる。
【0012】
特許文献５には、イメージセンサを位置調整するための機構を有したパッケージ構造が開示されており、可動部となるダイと固定部となる端子配線基板とを可撓性を有した複数本のボンディングワイヤで配線接続している。しかしながら、これらはイメージセンサのパッケージ内の構造であり、かつ、位置調整機構なので、調整後は樹脂で接着固定される。したがって、この構成を、ＡＦやＯＩＳのためにイメージセンサが常に変位可能な状態で制御するようなカメラモジュールにそのまま適用することはできない。
【0013】
１． 本発明の一側面はかかる状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、撮像レンズが大口径化した場合でも、ＡＦ動作とＯＩＳ動作の両方が実現できるカメラモジュールの提供にある。
【0014】
２． 本発明の別の側面はかかる状況に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、撮像レンズが大口径化した場合などでイメージセンサを駆動する必要が生じた場合に、イメージセンサへの通電手段によるバネ性の影響を極力回避し、より小さな推力でイメージセンサを駆動して、ＡＦ動作やＯＩＳ動作が実現できるカメラモジュールの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
１． 本発明のある態様は、カメラモジュールに関する。カメラモジュールは、所定の方向に変位可能に支持される撮像レンズと、前記所定の方向とは異なる別の所定の方向に変位可能に支持されるイメージセンサと、前記撮像レンズおよびイメージセンサをそれぞれ駆動するためのアクチュエータと、を備えたカメラモジュールであって、一方のアクチュエータによってオートフォーカス動作を、他方のアクチュエータによって光学手ぶれ補正動作を行うことを特徴としている。
【0016】
この態様によると、オートフォーカス用のアクチュエータと光学手ぶれ補正用のアクチュエータのうち、一方のアクチュエータ全体を他方のアクチュエータで駆動する、二重構造を避けることができる。したがって撮像レンズが大口径化した場合でも、可動部の軽量化を図ることができ、ＡＦ動作とＯＩＳ動作の両方が所定の性能で実現できるようになる。
【0017】
また、前記それぞれのアクチュエータは、前記撮像レンズを撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動するアクチュエータと、前記イメージセンサを撮像レンズの光軸方向に駆動するアクチュエータとからなってもよい。
【0018】
また、前記それぞれのアクチュエータは、前記撮像レンズを撮像レンズの光軸方向に駆動するアクチュエータと、前記イメージセンサを撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動するアクチュエータとからなってもよい。
【0019】
撮像レンズのアクチュエータと、イメージセンサのアクチュエータの、どちらをオートフォーカス用に、どちらを光学手ぶれ補正用に用いるかは、可動部重量の大小や通電のためのフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によるテンションの大きさなどから、総合的に判断すればよい。前述のとおり、光学手ぶれ補正の方が、より高速で精密な制御が要求されるため、可動部重量が軽量にできる方を光学手ぶれ補正用のアクチュエータとするのが有力な選択肢となる。あるいは、可動部重量が同等レベルであるならば、イメージセンサへの通電のためには多数本の通電手段を有するＦＰＣが必要になるため、ＦＰＣによるテンションの影響を光学手ぶれ補正に与えないよう、イメージセンサのアクチュエータをＡＦ用としてもよい。
【0020】
また、前記それぞれのアクチュエータの少なくとも一方が電磁駆動手段を有してもよい。
【0021】
また、前記それぞれのアクチュエータの両方が電磁駆動手段を有してもよい。
【0022】
アクチュエータの駆動手段としては、圧電素子を利用する方法や形状記憶合金（ＳＭＡ）を利用する方法なども提案されており、これらの駆動手段は大きなパワーを生むことができるので、本願の目的に利用することも可能であるが、一方で、圧電駆動では動作音の問題が存在したり、ＳＭＡでは冷却時に変位速度が遅くなるなどの課題もある。これに対して、電磁駆動手段ではこれらの問題がなく、パワーが小さくても駆動できるように可動部の軽量化を図ることが本願の目的なので、電磁駆動手段を用いることが好適で、より大きな効果を期待できる。
【0023】
また、前記それぞれのアクチュエータの少なくとも一方が、弾性体により可動部を支持していてもよい。
【0024】
また、前記それぞれのアクチュエータの両方が、弾性体により可動部を支持していてもよい。
【0025】
アクチュエータにおける可動部の支持手段としては、ボールガイド構造や軸ガイド構造なども提案されており、落下衝撃に強いなどのメリットもあるので、本願の目的に利用することも可能であるが、一方で、接触部分の摩擦の影響で動作が非線形となり、微小な変位が困難になるなどの課題もある。これに対して、弾性体により可動部を支持した場合には、摩擦の影響を回避することができるため、より好適である。特に、電磁駆動手段を用いた場合には、摩擦に打ち勝つだけの十分なパワーを出せないことも想定されるので、摩擦のない弾性体支持を採用することが望ましい。
【0026】
また、前記光学手ぶれ補正を行うアクチュエータでは、可動部の変位を検出するための位置検出手段を備えていてもよい。
【0027】
これにより、より高精度な手ぶれ補正動作が可能となる。特に、位置検出手段として磁気を用いる場合は、位置検出と駆動で磁界発生手段を共通化できるなど、電磁駆動手段との相性がよい。
【0028】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【0029】
さらに、この課題を解決するための手段の記載は、すべての欠くべからざる特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、撮像レンズが大口径化した場合でも、ＡＦ動作とＯＩＳ動作の両方が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】実施の形態１の実施例１－１に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。
【図6】実施例１－１の第１変形例に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図7】実施例１－１の第２変形例に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図8】実施の形態１の実施例１－２に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。
【図12】実施例１－２の第１変形例に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図13】実施例１－２の第２変形例に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図14】実施の形態２の実施例２－１に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図17】実施の形態２の実施例２－２に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図19】実施の形態２の実施例２－３に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図21】実施の形態２の実施例２－４に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図22】実施の形態２の実施例２－５に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【図23】実施の形態２の実施例２－６に係るカメラモジュールの中央断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態ごとに、図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0033】
また図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄いこともあり得る。
【0034】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0035】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【0036】
（実施の形態１）
＜実施例１－１＞
図１は、本発明の実施例１－１に係るカメラモジュール１の概略構成を示す中央断面図である。図２は、図１のカメラモジュール１の内部の平面図である。図１、図２を用いて実施例１－１について説明する。
＜実施例１－１＞
図１は、本発明の実施例１－１に係るカメラモジュール１の概略構成を示す中央断面図である。図２は、図１のカメラモジュール１の内部の平面図である。図１、図２を用いて実施例１－１について説明する。
【0037】
カメラモジュール１は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、スマートフォンやタブレット端末に内蔵され、写真やビデオ撮影に利用される。カメラモジュール１は、イメージセンサおよびレンズが一体化された部品であり、したがって、レンズ交換式のカメラとは根本的に構造が異なる。カメラモジュール１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能を有する。
【0038】
本実施の形態では、ＯＩＳには、位置検出素子が配置される構成で説明するが、位置検出素子がなくてもよい。ＡＦ用には位置検出素子が配置されない構成で説明するが、位置検出素子が配置されたものでもかまわない。位置検出素子は、カメラモジュール用途ではホール素子が広く用いられているため、ホール素子として説明するが、これに限定される訳ではなく、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子のような磁気抵抗素子であってもかまわない。
【0039】
カメラモジュール１は、撮像レンズ２を第１方向に位置決めするための第１アクチュエータ３と、イメージセンサ４を第１方向と異なる第２方向に位置決めするための第２アクチュエータ５を備える。実施例１－１において、第１方向は、撮像レンズ２の光軸と垂直方向であり、第１アクチュエータ３によって、ＯＩＳ機能が提供される。また第２方向は、撮像レンズ２の光軸方向であり、第２アクチュエータ５によって、ＡＦ機能が提供される。以下、第１アクチュエータ３および第２アクチュエータ５をそれぞれ、ＯＩＳアクチュエータ３、ＡＦアクチュエータ５と称する。一般的には、ＯＩＳは、縦方向と横方向のブレの両方を補正するものであるから、ここでいう第１方向は、Ｘ方向とＹ方向の総称であり、ＯＩＳアクチュエータ３は、撮像レンズ２を、Ｘ方向とＹ方向に独立に位置決め可能である。なお、ＯＩＳアクチュエータ３は、撮像レンズ２のみを位置決めするわけではなく、撮像レンズ２、レンズバレル６およびレンズホルダー７などを含むＯＩＳ可動部を位置決めする。
【0040】
撮像レンズ２は、レンズバレル６内に収納される。撮像レンズ２は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル６は、レンズホルダー７内に位置決めして搭載される。レンズホルダー７は、４本のサスペンションワイヤー８により、光軸に垂直な第１方向（図のＸ軸方向およびＹ軸方向）に可動に支持されている。サスペンションワイヤー８は、レンズホルダー７に直接、接続される訳ではなく、サスペンションワイヤー８の上端が衝撃吸収バネ９を介して接続される。衝撃吸収バネ９は、サスペンションワイヤー８の長手方向の衝撃を吸収するためのもので、サスペンションワイヤー８は長手方向の伸縮許容量が小さく、落下衝撃等により破損しやすいため、サスペンションワイヤー８が伸縮する代わりに衝撃吸収バネ９が撓んで、サスペンションワイヤー８の破損を防ぐ。サスペンションワイヤー８の下端は、固定部であるベース１０に接続される。サスペンションワイヤー８を通電に利用する場合は、ベース１０に貼り付けられたフレキシブルプリント基板（図示せず）に接続してもよい。このような場合は、サスペンションワイヤー８の上端を衝撃吸収バネ９に、下端をフレキシブルプリント基板に、それぞれ半田で固定するとよい。
【0041】
ＯＩＳアクチュエータ３は、主として、ＯＩＳコイル１１と駆動用磁石１２を備える。ＯＩＳコイル１１は、レンズホルダー７の下面に固定されており、図示しないアクチュエータドライバによって駆動され、駆動電流に応じた磁束を発生する。ＯＩＳコイル１１に対向して、ベース１０には駆動用磁石１２が固定されている。駆動用磁石１２からの磁束がＯＩＳコイル１１に作用し、ＯＩＳコイル１１に通電することでローレンツ力が発生し、撮像レンズ２、レンズバレル６、レンズホルダー７、ＯＩＳコイル１１などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸と垂直な方向に位置決めされる。
【0042】
イメージセンサ４は、モジュール基板１３に実装されるとともに、センサーカバー１４によってカバーされている。センサーカバー１４の中央部には開口があり、ＩＲカットガラス１５によって開口が蓋をされている。センサーカバー１４の側面にはＡＦコイル１６が巻回されている。センサーカバー１４は、上下のＡＦバネ１７ａ、１７ｂにより、固定部（ベース１０）に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。
【0043】
ＡＦアクチュエータ５は、主として、ＡＦコイル１６と駆動用磁石１２を備える。駆動用磁石１２は、ＡＦコイル１６に対向して配置されている。ＡＦコイル１６は、図示しないアクチュエータドライバによって駆動される。駆動用磁石１２はＯＩＳ駆動用のそれと兼用されている。このように、共通の磁石をＯＩＳ用とＡＦ用で共用することにより、部品点数を削減することができる。駆動用磁石１２からの磁束がＡＦコイル１６に作用し、ＡＦコイル１６に通電することでローレンツ力が発生し、イメージセンサ４、モジュール基板１３、センサーカバー１４、ＩＲカットガラス１５、ＡＦコイル１６などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル１６に通電するためには、上下のＡＦバネ１７ａ、１７ｂのいずれか、あるいは両方を、導体として利用するとよい。また、ＡＦ可動部にあるイメージセンサ４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、モジュール基板１３から延長されたフレキシブルプリント基板（図示せず）を利用するとよい。このとき、フレキシブルプリント基板のバネ性の影響を極力低減するため、なるべく柔らかい素材のフレキシブルプリント基板を用いることが望ましい。なお、フレキシブルプリント基板は光軸に垂直な平面内に配置されるため、光軸方向には撓みやすいが、光軸に垂直な方向の変形に対してはバネ性が強くなりやすい。省スペースでフレキシブルプリント基板を配置するためには、イメージセンサのアクチュエータをＡＦ用として用いることが望ましい。
【0044】
実施例１－１では、カメラモジュール１には、撮像レンズ２の第１方向（Ｘ方向およびＹ方向）に関する位置検出手段、すなわちＯＩＳ用の位置検出手段が設けられる。撮像レンズ２の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、ＯＩＳ可動部（レンズホルダー７）に搭載された位置検出用磁石１８と、位置検出用磁石１８に対向して固定部（ベース１０）に設けられたホール素子１９から構成される。位置検出用磁石１８がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子１９に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子１９は、駆動用磁石１２やＯＩＳコイル１１からの磁束の影響を低減するため、これらから少し離れた位置に配置される（図２参照）。ホール素子１９や、サスペンションワイヤー８などを経由して接続されるＯＩＳコイル１１の端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。ホール素子１９は、アクチュエータドライバに内蔵されてもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図１で図示されるＯＩＳ用の位置検出手段は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用の位置検出手段が同様に存在する（図２参照）。
【0045】
カメラモジュール１全体はカバー２０で覆われている。カバー２０の中央には開口２０ａが設けられ、撮像レンズ２に光が入射する経路となる。カバー２０は、アクチュエータとしての可動範囲をメカニカルに規制するためのストッパーの役割もあるので、金属である方が望ましい。また、可動部に磁石が搭載されるような場合には、カバー２０は非磁性の材料であることが望ましい。磁性体である場合、カバー２０に磁石が吸引され、可動部が変位してしまい、これを元に戻すには余分な電流が必要となる。
【0046】
次に、ＯＩＳおよびＡＦの可動部が変位した状態について説明する。図３は、図１のカメラモジュールにおいて、撮像レンズがＯＩＳ動作のために変位し、イメージセンサがＡＦ動作のために変位している状態を示す断面図である。
【0047】
図３は、撮像レンズ２を含むＯＩＳ可動部が、図の左端まで変位した状態を示しており、サスペンションワイヤー８が変形してこれを支えている。レンズホルダー７の左端がカバー２０に当接し、ＯＩＳの可動範囲を決めるメカストッパーの役割を果たしている。レンズホルダー７には、位置検出用磁石１８が搭載されており、図からも明らかなように、レンズホルダー７がカバー２０に当接した状態では、位置検出用磁石１８はカバー２０に非常に近接することになるので、カバーの材質は非磁性であることが望ましい。このように変位した状態では、位置検出用磁石１８とホール素子１９の相対位置が変化するため、変位を検出することができる。一方、図３は、イメージセンサ４を含むＡＦ可動部が、下方向に変位した状態を示しており、上下のＡＦバネ１７ａ、１７ｂが変形してこれを支えている。図示はしていないが、ＡＦ可動部が図の下方向に変位しても、モジュール基板１３等がベース１０の下面から飛び出さないように、裏蓋を設けてメカニカルストッパーとしてもよい。
【0048】
次に、駆動用磁石１２とＯＩＳコイル１１、ＡＦコイル１６の位置関係について、図４を用いて説明する。図４は、図１のカメラモジュールにおいて、駆動用の磁石とコイルの部分を拡大した図であり、コイル部分に入射する磁束の概略方向を示す図である。図４において、磁極の方向は一例であり、Ｎ極、Ｓ極が逆でもよい。
【0049】
駆動用磁石１２のＮ極から出た磁束がＳ極に戻る間に、ＯＩＳコイル１１の一部を貫く。このとき、ＯＩＳコイル１１に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束は、図に示すように、ＯＩＳコイル１１に対して斜めに入射する。ＯＩＳコイル１１を貫く磁束のうち、Ｚ軸方向の成分はコイルの右側と左側で逆向きになり、電流も逆向きなので、ローレンツ力の向きは同じでＸ軸方向のＯＩＳ推力を生む。一方、ＯＩＳコイル１１を貫く磁束のうち、Ｘ軸方向の成分はコイルの右側と左側で同じ向きであり、電流が逆向きなので両者による力は打ち消しあう。
【0050】
また、駆動用磁石１２のＮ極から出た磁束は、ＡＦコイル１６を貫く。このとき、ＡＦコイル１６に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束の方向がＸ軸方向、電流の方向がＹ軸方向なので、ＡＦ推力はＺ軸方向に作用する。
【0051】
次に、位置検出用磁石１８とホール素子１９の位置関係について、図５を用いて説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、図１のカメラモジュールにおいて、位置検出用の磁石とホール素子との関係を示す図である。図５（ａ）には、ＯＩＳのための変位が生じていない状態が示され、図５（ｂ）には、ＯＩＳのために撮像レンズ２が変位した状態を示す図である。図５において、磁極の方向は一例であり、Ｎ極、Ｓ極が逆でもよい。
【0052】
ホール素子１９は、そのチップ面に垂直な方向（図ではＺ軸方向）の磁束密度とその向きを検出する。図５（ａ）のように、位置検出用磁石１８の分極線１８ａに対向する位置にホール素子１９がある場合、ホール素子１９の位置では磁束はＸ軸方向のため、ホール素子１９が検出する磁束密度は０である。一方、図５（ｂ）のように、位置検出用磁石１８がＯＩＳ方向にシフトした場合、ホール素子１９に入射する磁束はＺ軸方向の成分をもつようになり、変位量に応じたホール検出信号が得られる。
【0053】
＜実施例１－１の第１変形例＞
図１の実施例１－１では、ＯＩＳアクチュエータ、ＡＦアクチュエータともに、コイルが可動部となるムービングコイル構造で説明したが、これに限定される訳ではなく、ムービングマグネット構造を採用してもよい。ムービングマグネット構造の場合、特に位置検出を行うＯＩＳアクチュエータにおいては、駆動用磁石を位置検出用磁石にも使えるので、位置検出用磁石を別途設けることが不要となる。このように、ＯＩＳアクチュエータにおいてムービングマグネット構造を採用した例を、実施例１－１の第１変形例として、図６を用いて説明する。図６は、実施例１－１の第１変形例に係るカメラモジュール１Ａの中央断面図である。
図１の実施例１－１では、ＯＩＳアクチュエータ、ＡＦアクチュエータともに、コイルが可動部となるムービングコイル構造で説明したが、これに限定される訳ではなく、ムービングマグネット構造を採用してもよい。ムービングマグネット構造の場合、特に位置検出を行うＯＩＳアクチュエータにおいては、駆動用磁石を位置検出用磁石にも使えるので、位置検出用磁石を別途設けることが不要となる。このように、ＯＩＳアクチュエータにおいてムービングマグネット構造を採用した例を、実施例１－１の第１変形例として、図６を用いて説明する。図６は、実施例１－１の第１変形例に係るカメラモジュール１Ａの中央断面図である。
【0054】
図６の変形例では、駆動用磁石がＯＩＳ駆動用磁石２１とＡＦ駆動用磁石２２に分離してそれぞれ設けられている。ＯＩＳ駆動用磁石２１はレンズホルダー７に固定され、ムービングマグネット構造となっている。ＯＩＳ駆動用磁石２１に対向して、固定部（ベース１０）にＯＩＳコイル１１が設けられている。一方、ＡＦはムービングコイル構造であり、ＡＦ可動部に設けられたＡＦコイル１６に対向して、固定部（ベース１０）にＡＦ駆動用磁石２２が固定されている。ＯＩＳアクチュエータでは、磁石とコイルの配置が図１とは逆になっただけで、駆動原理等は同じである。ＡＦアクチュエータでは、駆動用磁石がＡＦ専用になっただけで、駆動原理等は同じである。
【0055】
図６の変形例では、ＯＩＳ駆動用磁石２１がＯＩＳ位置検出用磁石の役割も兼ねており、ＯＩＳ駆動用磁石２１に対向して、固定部（ベース１０）にホール素子１９が設けられている。ＯＩＳコイル１１とホール素子１９がともに、ＯＩＳ駆動用磁石２１に対向して設けられるので、ＯＩＳコイル１１とホール素子１９とが物理的に干渉しないように、ホール素子１９はＯＩＳコイル１１の巻き線の中央に設けられている。このような構成では、ＯＩＳコイル１１に通電したときに発せられる磁界がホール素子１９に入射し、ホール素子１９にとってはノイズとなる。このノイズは、必要に応じて電気的に補正してもよいし、ホール素子１９へのノイズの入射を低減するため、ホール素子１９をＯＩＳコイル１１の巻き線の外側に配置してもよい。
【0056】
ＯＩＳコイル１１の端子、ホール素子１９は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。この例では、ＯＩＳコイル１１も固定部側に配置されるので、可動部から固定部への通電手段は必要ない。なお、ホール素子１９は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。
【0057】
＜実施例１－１の第２変形例＞
図１の実施例１－１では、ＡＦ可動部にあるイメージセンサ４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、モジュール基板１３から延長されたフレキシブルプリント基板（図示せず）を利用することで説明したが、これに限定されない。通電手段としてボンディングワイヤーを利用した例を実施例１－１の第２変形例として、図７を用いて説明する。図７は、実施例１－１の第２変形例に係るカメラモジュール１Ｂの中央断面図である。
図１の実施例１－１では、ＡＦ可動部にあるイメージセンサ４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、モジュール基板１３から延長されたフレキシブルプリント基板（図示せず）を利用することで説明したが、これに限定されない。通電手段としてボンディングワイヤーを利用した例を実施例１－１の第２変形例として、図７を用いて説明する。図７は、実施例１－１の第２変形例に係るカメラモジュール１Ｂの中央断面図である。
【0058】
図７において、モジュール基板およびそこから延長されたフレキシブルプリント基板１３は、固定部に配置されており、ＡＦ可動部にあるイメージセンサ４とモジュール基板１３とを電気的に接続するため、ボンディングワイヤー２３が用いられる。ボンディングワイヤー２３は多数本となるが、一本一本のバネ性は非常に弱く、ボンディングワイヤー２３のバネ性が可動部の動きに与える影響は非常に小さい。
【0059】
なお、可動部に配置したフレキシブルプリント基板を通電用として用いる場合には、イメージセンサのアクチュエータをＡＦ用として用いることが望ましいとして説明したが、第２変形例ようにボンディングワイヤーを可動部と固定部の間の通電手段として用いる場合には、方向によるバネ性の差が小さく、イメージセンサのアクチュエータをＡＦ用としてもＯＩＳ用としてもよい。
【0060】
＜実施例１－２＞
図８は、実施の形態１の実施例１－２に係るカメラモジュール３１の中央断面図である。図９は、図８のカメラモジュール３１のＢ－Ｂ断面図である。図１０は、図９のカメラモジュール３１のＣ－Ｃ要部断面図である。図８、図９、図１０を用いて実施例１－２について説明する。
図８は、実施の形態１の実施例１－２に係るカメラモジュール３１の中央断面図である。図９は、図８のカメラモジュール３１のＢ－Ｂ断面図である。図１０は、図９のカメラモジュール３１のＣ－Ｃ要部断面図である。図８、図９、図１０を用いて実施例１－２について説明する。
【0061】
カメラモジュール３１は、撮像レンズ３２を光軸方向に位置決めする第１アクチュエータ３３と、イメージセンサ３４を光軸と垂直方向に位置決めする第２アクチュエータ３５を備える。実施例１－２において、第１アクチュエータ３３によってＡＦ機能が提供され、第２アクチュエータ３５によって、ＯＩＳ機能が提供される。以下、第１アクチュエータ３３をＡＦアクチュエータ、第２アクチュエータをＯＩＳアクチュエータと称する。
【0062】
撮像レンズ３２は、レンズバレル３６内に収納される。撮像レンズ３２は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル３６は、レンズホルダー３７内に位置決めして搭載される。レンズホルダー３７は、上下２枚のＡＦバネ３８ａ、３８ｂにより、ベース３９に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。
【0063】
ＡＦアクチュエータ３３は、主として、ＡＦコイル４０と駆動用磁石４１を備える。レンズホルダー３７の側面にはＡＦコイル４０が巻回されている。ＡＦコイル４０は、図示しないアクチュエータドライバによって駆動される。ＡＦコイル４０に対向して、駆動用磁石４１が配置されている。駆動用磁石４１からの磁束がＡＦコイル４０に作用し、ＡＦコイル４０に通電することでローレンツ力が発生し、撮像レンズ３２、レンズバレル３６、レンズホルダー３７、ＡＦコイル４０などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル４０に通電するためには、上下のＡＦバネ３８ａ、３８ｂのいずれか、あるいは両方を利用するとよい。
【0064】
イメージセンサ３４は、モジュール基板４２に実装されるとともに、センサーカバー４３によってカバーされている。センサーカバー４３の中央部には開口があり、ＩＲカットガラス４４によって開口が蓋をされている。センサーカバー４３は、４本のサスペンションワイヤー４５により、固定部（ベース３９）に対して光軸に垂直な方向（図のＸ軸方向およびＹ軸方向）に可動に支持されている。サスペンションワイヤー４５は、センサーカバー４３に直接、接続される訳ではなく、サスペンションワイヤー４５の下端が衝撃吸収バネ４６を介して接続される。衝撃吸収バネ４６は、サスペンションワイヤー４５の長手方向の衝撃を吸収するためのもので、サスペンションワイヤー４５は長手方向の伸縮許容量が小さく、落下衝撃等により破損しやすいため、サスペンションワイヤー４５が伸縮する代わりに衝撃吸収バネ４６が撓んで、サスペンションワイヤー４５の破損を防ぐ。サスペンションワイヤー４５の上端は、固定部であるベース３９に接続される。サスペンションワイヤー４５を通電に利用する場合は、ベース３９に貼り付けられたフレキシブルプリント基板（図示せず）に接続してもよい。このような場合は、サスペンションワイヤー４５の下端を衝撃吸収バネ４６に、上端をフレキシブルプリント基板に、それぞれ半田で固定するとよい。
【0065】
ＯＩＳアクチュエータ３５は、主としてＯＩＳコイル４７および磁石４１を備える。センサーカバー４３の上面にはＯＩＳコイル４７が固定されている。ＯＩＳコイル４７に対向して、ベース３９には駆動用磁石４１が固定されている。駆動用磁石４１はＯＩＳ駆動用とＡＦ駆動用で兼用される。このように、共通の磁石をＯＩＳ用とＡＦ用で共用することにより、部品点数を削減することができる。駆動用磁石４１からの磁束がＯＩＳコイル４７に作用し、ＯＩＳコイル４７に通電することでローレンツ力が発生し、イメージセンサ３４、モジュール基板４２、センサーカバー４３、ＩＲカットガラス４４、ＯＩＳコイル４７などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸に垂直な方向に駆動される。ＯＩＳ可動部にあるＯＩＳコイル４７に通電するためには、衝撃吸収バネ４６、サスペンションワイヤー４５を利用するとよい。また、ＯＩＳ可動部にあるイメージセンサ３４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、フレキシブルプリント基板（図示せず）を利用するとよい。このとき、フレキシブルプリント基板のバネ性の影響を極力低減するため、なるべく柔らかい素材のフレキシブルプリント基板を用いることが望ましい。
【0066】
実施例１－２では、ＯＩＳ用の位置検出手段を備えている。イメージセンサ３４の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、ＯＩＳ可動部（センサーカバー４３）に搭載された位置検出用磁石４８と、位置検出用磁石４８に対向して固定部（ベース３９）に設けられたホール素子４９から構成される。位置検出用磁石４８がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子４９に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子４９は、駆動用磁石４１やＯＩＳコイル４７からの磁束の影響を軽減するため、これらから少し離れた位置に配置される（図９参照）。ホール素子４９や、サスペンションワイヤー４５などを経由して接続されるＯＩＳコイル４７の端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。ホール素子４９は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図８で図示されるＯＩＳ用の位置検出手段は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用の位置検出手段が同様に存在する（図９参照）。
【0067】
カメラモジュール３１全体はカバー５０で覆われている。カバー５０の中央には開口５０ａが設けられ、撮像レンズ３２に光が入射する経路となる。カバー５０は、アクチュエータとしての可動範囲をメカニカルに規制するためのストッパーの役割もあるので、金属である方が望ましい。たとえば、レンズホルダー３７の上面の一部を突出させておくと、図８の上方向にＡＦ可動部が変位した場合に、突出部がカバー５０の内面に当接してストッパーなる。駆動用磁石４１は固定部に配置されるので、カバー５０は磁性体であってもかまわない。ただし、磁性体の場合、位置検出用磁石４８とは、ある程度の距離を離しておくことが望ましい。
【0068】
実施例１－２では、ＯＩＳのメカストッパーは、センサーカバー４３の側面とベース３９の内壁とが当接することで形成される。
【0069】
次に、駆動用磁石４１とＯＩＳコイル４７、ＡＦコイル４０の位置関係について、図１１を用いて説明する。図１１は、図８のカメラモジュール３１において、駆動用の磁石とコイルの部分を拡大した図であり、コイル部分に入射する磁束の概略方向を示す図である。図１１において、磁極の方向は一例であり、Ｎ極、Ｓ極が逆でもよい。
【0070】
駆動用磁石４１のＮ極から出た磁束がＳ極に戻る間に、ＯＩＳコイル４７の一部を貫く。このとき、ＯＩＳコイル４７に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束は、図に示すように、ＯＩＳコイル４７に対して斜めに入射する。ＯＩＳコイル４７を貫く磁束のうち、Ｚ軸方向の成分はコイルの右側と左側で逆向きになり、電流も逆向きなので、ローレンツ力の向きは同じでＸ軸方向のＯＩＳ推力を生む。一方、ＯＩＳコイル４７を貫く磁束のうち、Ｘ軸方向の成分はコイルの右側と左側で同じ向きであり、電流が逆向きなので両者による力は打ち消しあう。
【0071】
また、駆動用磁石４１のＮ極から出た磁束は、ＡＦコイル４０を貫く。このとき、ＡＦコイル４０に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束の方向がＸ軸方向、電流の方向がＹ軸方向なので、ＡＦ推力はＺ軸方向に作用する。
【0072】
なお、位置検出用磁石４８とホール素子４９の位置関係については、これらの上下配置が逆になるだけで基本的に図５と同じなので、説明は省略する。
【0073】
＜実施例１－２の第１変形例＞
図８の実施例１－２では、ＯＩＳの位置検出用ホール素子４９を固定部側（ベース３９）に配置するため、駆動用磁石４１とは別に位置検出用磁石４８を設ける構造で説明したが、これに限定される訳ではなく、ＯＩＳの位置検出用ホール素子４９を可動部側（センサーカバー４３）に配置すれば、駆動用磁石と位置検出用磁石を兼用できる。このように、ホール素子４９を可動部側に配置した例を、実施例１－２の第１変形例として、図１２を用いて説明する。図１２は、実施例１－２の第１変形例に係るカメラモジュール３１Ａの中央断面図である。
図８の実施例１－２では、ＯＩＳの位置検出用ホール素子４９を固定部側（ベース３９）に配置するため、駆動用磁石４１とは別に位置検出用磁石４８を設ける構造で説明したが、これに限定される訳ではなく、ＯＩＳの位置検出用ホール素子４９を可動部側（センサーカバー４３）に配置すれば、駆動用磁石と位置検出用磁石を兼用できる。このように、ホール素子４９を可動部側に配置した例を、実施例１－２の第１変形例として、図１２を用いて説明する。図１２は、実施例１－２の第１変形例に係るカメラモジュール３１Ａの中央断面図である。
【0074】
図１２の第1変形例では、磁石４１がＡＦ駆動用、ＯＩＳ駆動用、ＯＩＳ位置検出用の３つの役割を兼ねている。磁石４１にＯＩＳ位置検出用としての役割を与えるためには、ホール素子４９を磁石４１に対向して可動部側（センサーカバー４３）に配置する必要がある。こうすることで、図８では必要だった位置検出用磁石が不要になり、部品点数を削減できる。なお、新たにホール素子４９が可動部側に配置されたため、可動部から固定部の間の通電手段を考える必要がある。ＯＩＳコイル４７だけなら、Ｘ軸用、Ｙ軸用各２端子ずつ、合計４端子分の通電手段が必要なので、４本のサスペンションワイヤー４５を通電に利用することができたが、これにホール素子が加わると、１つのホール素子で４端子、これが２個あるので合計８端子分の通電手段を追加する必要がある。この場合には、イメージセンサ３４の通電用のフレキシブルプリント基板を利用するとよい。イメージセンサ３４とホール素子４９は同じＯＩＳ可動部に配置されており、イメージセンサ３４の通電手段はかなりの本数が必要なので、ホール素子用に８本が追加されたとしても影響度を抑えられる。なお、前述のとおり、フレキシブルプリント基板のバネ性の影響を極力低減するため、なるべく柔らかい素材のフレキシブルプリント基板を用いることが望ましい。
【0075】
＜実施例１－２の第２変形例＞
図８の実施例１－２では、ＯＩＳ可動部にあるイメージセンサ３４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、フレキシブルプリント基板（図示せず）を利用することで説明したが、これに限定されない。通電手段としてボンディングワイヤーを利用した例を実施例１－２の第２変形例として、図１３を用いて説明する。図１３は、実施例１－２の第２変形例に係るカメラモジュール３１Ｂの中央断面図である。
図８の実施例１－２では、ＯＩＳ可動部にあるイメージセンサ３４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、フレキシブルプリント基板（図示せず）を利用することで説明したが、これに限定されない。通電手段としてボンディングワイヤーを利用した例を実施例１－２の第２変形例として、図１３を用いて説明する。図１３は、実施例１－２の第２変形例に係るカメラモジュール３１Ｂの中央断面図である。
【0076】
図１３において、モジュール基板およびそこから延長されたフレキシブルプリント基板４２は、固定部に配置されており、ＯＩＳ可動部にあるイメージセンサ３４とモジュール基板４２とを電気的に接続するため、ボンディングワイヤー５１が用いられる。ボンディングワイヤー５１は多数本となるが、一本一本のバネ性は非常に弱く、ボンディングワイヤー５１のバネ性が可動部の動きに与える影響は非常に小さい。また、ボンディングワイヤーを可動部と固定部の間の通電手段として用いる場合には、方向によるバネ性の差が小さく、イメージセンサのアクチュエータをＯＩＳ用として用いる本実施例においては特に効果的である。
【0077】
なお、実施例１－１、実施例１－２では、ＡＦおよびＯＩＳアクチュエータの駆動手段として、電磁駆動手段を例に説明したが、これに限定される訳ではなく、圧電素子を利用する方法や形状記憶合金（ＳＭＡ）を利用する方法などでもかまわない。これらの駆動手段は大きなパワーを生むことができること、磁気干渉の影響を受けにくいことなど、それぞれ独自のメリットを有することも事実であるが、一方で、圧電駆動では動作音の問題が存在したり、ＳＭＡでは冷却時に変位速度が遅くなるなどの課題もある。これに対して、電磁駆動手段ではこれらの問題がなく、パワーが小さくても駆動できるように可動部の軽量化を図ったカメラモジュールでは、電磁駆動手段を用いることが好適で、より大きな効果を期待できる。
【0078】
また、実施例１－１、実施例１－２では、ＡＦおよびＯＩＳの可動部を支持する手段として、サスペンションワイヤーを含めてバネ支持構造で説明したが、これに限定される訳ではなく、ボールガイド構造や軸ガイド構造などでもかまわない。これらの支持手段では落下衝撃に強いなどのメリットもあり、多くのカメラモジュールで利用されているが、一方で、接触部分の摩擦の影響で動作が非線形となり、微小な変位が困難になるなどの課題もある。これに対して、弾性体により可動部を支持した場合には、摩擦の影響を回避することができるため、より好適である。特に、電磁駆動手段を用いた場合には、摩擦に打ち勝つだけの十分なパワーを出せないことも想定されるので、摩擦のない弾性体支持を採用することが望ましい。
【0079】
なお、実施例１－１、実施例１－２のように、撮像レンズとイメージセンサのどちらをＡＦ動作に、どちらをＯＩＳ動作に用いてもかまわないが、ひとつの選択方法として、可動部の軽量化が可能な方をＯＩＳ用とすることが考えられる。ＯＩＳの動作に比べると、ＡＦの動作の方が高速の動きが少なく、焦点深度の範囲である程度の誤差も許容できるため、より厳しい条件が求められるＯＩＳ可動部の方を軽量化する方がよい。ただし、イメージセンサ側をＯＩＳ可動部とした場合は、イメージセンサの通電用のフレキシブルプリント基板のバネ性も考慮する必要があり、バネ性が強いようだとＯＩＳ動作に影響するので、イメージセンサ側をＯＩＳ可動部とするのを避けた方がよいケースもあり得る。
【0080】
（実施の形態２）
＜実施例２－１＞
図１４は、本発明の実施例２－１に係るカメラモジュール１の概略構成を示す中央断面図である。図１５は、図１４の実施例２－１における磁石とコイルの配置を説明するための図で、（ａ）がＡＦ駆動用、（ｂ）がＯＩＳ駆動用である。図１６は、図１４のＡ部で示されるボンディングワイヤ近傍の要部拡大図である。図１４、図１５、図１６を用いて実施例２－１について説明する。
＜実施例２－１＞
図１４は、本発明の実施例２－１に係るカメラモジュール１の概略構成を示す中央断面図である。図１５は、図１４の実施例２－１における磁石とコイルの配置を説明するための図で、（ａ）がＡＦ駆動用、（ｂ）がＯＩＳ駆動用である。図１６は、図１４のＡ部で示されるボンディングワイヤ近傍の要部拡大図である。図１４、図１５、図１６を用いて実施例２－１について説明する。
【0081】
カメラモジュール１は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、スマートフォンやタブレット端末に内蔵され、写真やビデオ撮影に利用される。本発明の実施例２－１に係るカメラモジュール１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能の両方を有し、ＯＩＳ機能については、特許文献４と同様、一般にモジュールチルト方式と呼ばれる方式で、ＡＦカメラモジュール全体を手ブレ量に応じてチルトさせることで手ブレを補正できるカメラモジュールである。特許文献４では、イメージセンサへの通電手段としてフレキシブル配線基板が用いられていたが、本発明ではボンディングワイヤが利用される。手ブレ量の検出には図示しないジャイロセンサが用いられ、ジャイロセンサはカメラモジュールの基板や携帯機器の基板などに実装してもいいが、ＯＩＳ可動部内に配置すると（たとえば、イメージセンサの底面に配置）、カメラ全体が手ブレしたときに、可動部のジャイロセンサの出力が変化しないようにＯＩＳアクチュエータを制御することで、手ブレを補正することができる。このように、可動部にジャイロセンサを設けることで、手ブレの検出と位置検出の機能を兼ねることができるので、ＯＩＳ用の位置検出素子をなくすことが可能となる。ＡＦについては、位置検出素子が配置されない構成で説明するが、位置検出素子を配置してフィードバック制御を行ってもかまわない。
【0082】
カメラモジュール１は、撮像レンズ２を光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ３と、ＡＦアクチュエータ３やイメージセンサ４を一体的にチルトさせるためのＯＩＳアクチュエータ５を含む。
【0083】
撮像レンズ２は、レンズバレル６内に収納される。撮像レンズ２は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル６は、レンズホルダー７内に位置決めして搭載される。レンズホルダー７は、上下２枚のＡＦバネ８ａ、８ｂにより、ＡＦベース９に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。レンズホルダー７の外周側面にはＡＦコイル１０が巻回されている。ＡＦコイル１０に対向して、ＡＦ磁石１１がＡＦベース９に固定されている。ＡＦ磁石１１からの磁束がＡＦコイル１０に作用し、ＡＦコイル１０に通電することでローレンツ力が発生し、撮像レンズ２、レンズバレル６、レンズホルダー７、ＡＦコイル１０などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル１０に通電するためには、上下のＡＦバネ８ａ、８ｂのいずれか、あるいは両方を利用するとよい。ＡＦバネ８ａ、８ｂのＡＦベース９側からイメージセンサ４、後述するボンディングワイヤなどを経由して通電ラインが形成される。
【0084】
ＡＦアクチュエータ３はＡＦカバー１２で覆われており、センサーカバー１３上に搭載されている。ＡＦカバー１２の中央には開口１２ａが設けられ、撮像レンズ２に光が入射する経路となる。ＡＦカバー１２は、アクチュエータとしての可動範囲をメカニカルに規制するためのストッパーの役割もあるので、金属である方が望ましい。センサーカバー１３の上面側中央部には開口があり、ＩＲカットガラス１４によって開口が蓋をされている。イメージセンサ４はセンサーカバー１３によってカバーされている。少なくともイメージセンサ４の受光部分は、センサーカバー１３、ＩＲカットガラス１４によって囲まれた内部にあり、受光部分に異物が付着するのを防止している。以上により、ＡＦアクチュエータ３、イメージセンサ４などからなり、ＡＦ機能を有したカメラモジュールが形成される。
【0085】
ＯＩＳの機能を達成するためには、手ブレ信号に応じてＡＦのカメラモジュール全体をチルトさせる。ＡＦのカメラモジュールは、ＯＩＳバネ１５によってモジュールベース１６に対してチルト運動可能なように支持されている。ＯＩＳバネ１５は、部分的にねじれ変形が生じやすいヒンジ構造にするとよい。ＯＩＳアクチュエータ５として機能させるため、ＡＦカバー１２の外面にＯＩＳ磁石１７を配置し、これに対向してＯＩＳコイル１８が設けられる。カメラモジュール１全体はモジュールカバー１９で覆われている。モジュールカバー１９の中央には開口１９ａが設けられ、撮像レンズ２に光が入射する経路となる。ＯＩＳコイル１８は、モジュールカバー１９の内壁面に固定されている。ＯＩＳ磁石１７からの磁束がＯＩＳコイル１８に作用し、ＯＩＳコイル１８に通電することでローレンツ力が発生し、ＡＦカメラモジュールがチルト運動できる。なお、ＯＩＳ磁石１７とＯＩＳコイル１８のペアは、対向する２辺にそれぞれ、図のように左右に設けられ、これがたとえばＹ軸まわりのチルト駆動手段となる。これとは９０度異なる辺にも、同様に図示しないＯＩＳ磁石とＯＩＳコイルのペアが設けられており、これらがＸ軸まわりのチルト駆動手段となる。可動部がチルト運動するためには、図の左側のＯＩＳ磁石に上向きの力が働く場合、図の右側のＯＩＳ磁石には下向きの力が働くように、電流の方向を制御する必要がある。
【0086】
モジュールベース１６の底面にはモジュール基板２０が設けられており、カメラモジュール１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板２０上に集約される。イメージセンサ４が可動部に搭載されているため、可動部にあるイメージセンサ４と固定部にあるモジュール基板２０とを電気的に接続するためにボンディングワイヤ２１を用いる。図では、左右一本ずつのボンディングワイヤ２１しか示していないが、実際には多数本のボンディングワイヤ２１が接続されている。ボンディングワイヤ２１は非常に細く、一本一本のバネ性も弱いため、たとえ多数本集まったとしても、フレキシブル配線基板を用いた場合と比べるとバネ性の影響を極力低減することができる。また、ボンディングワイヤ２１の断面はほぼ円形であり、撓んだ際のバネ性の方向性がなく、複数の方向の動きに対してもバネ性の影響を低減することができる。
【0087】
イメージセンサ４とボンディングワイヤ２１との接続部分は、センサーカバー１３で囲まれた領域の外側に位置する。イメージセンサ４の信号ラインだけでなく、ＡＦコイル１０やＯＩＳコイル１８の端子も、ＡＦバネ８ａ、８ｂや図示しないフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）、ボンディングワイヤ２１などを経由して、最終的にはモジュール基板２０に電気的に接続される。ＡＦコイル１０の通電手段としてもボンディングワイヤ２１を用いるとしても、その分のボンディングワイヤの本数を追加するだけで、容易に通電が可能になる。イメージセンサへの通電に必要なボンディングワイヤの本数に比べて、コイル等への通電に必要なボンディングワイヤの本数ははるかに少なく、本数追加による影響は小さい。
【0088】
ＡＦコイル１０、ＯＩＳコイル１８の端子は、最終的には図示しないアクチュエータドライバに接続される。アクチュエータドライバは、モジュール基板２０に実装される。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。
【0089】
次に、ＡＦアクチュエータ３、ＯＩＳアクチュエータ５における磁石とコイルの位置関係、動作について、図１５を用いてもう少し詳しく説明する。
【0090】
図１５（ａ）はＡＦコイル１０とＡＦ磁石１１の位置関係を示している。ＡＦ磁石１１は図の左右方向に着磁されており、Ｎ極、Ｓ極の向きを図の通りとする。ＡＦ磁石１１に対向してＡＦコイル１０が配置されており、ＡＦコイル１０に紙面奥から手前に向かって電流が流れたとすると、フレミングの左手法則にしたがって、ＡＦコイル１０は図の下向き（白抜き矢印の方向）に力を受ける。逆向きの電流を流せば、逆向きの力を受ける。以上により、ＡＦ可動部は駆動される。
【0091】
図１５（ｂ）はＯＩＳ磁石１７とＯＩＳコイル１８の位置関係を示している。ＯＩＳ磁石１７は、図の左右方向に着磁されているが、図のようにＮ極、Ｓ極の向きが途中で逆転する２極着磁となっている。ＯＩＳ磁石１７に対向してＯＩＳコイル１８が配置されている。ＯＩＳコイル１８は扁平型のコイルであり、図の上側のコイル辺に紙面奥から手前に向かって電流が流れているとすると、下側のコイル辺には紙面手前から奥に向かって電流が流れる。このとき、フレミングの左手法則にしたがって、ＯＩＳコイル１８の上下辺はともに図の下向き（白抜き矢印の方向）に力を受ける。逆向きの電流を流せば、逆向きの力を受ける。前述の通り、このような磁石とコイルの組合せがカメラモジュールの対向辺にもうひと組存在しており、力の方向が逆になるように電流を制御すると、ＯＩＳ可動部はチルト動作する。
【0092】
次に、イメージセンサ４に対する通電手段であるボンディングワイヤ２１の構造について、図１６を用いてもう少し詳しく説明する。
【0093】
ボンディングワイヤ２１は、可動部にあるイメージセンサ４と固定部にあるモジュール基板２０とを電気的に接続している。ボンディングワイヤ２１の材料としては、一般に金が用いられるが、アルミニウムなど他の金属でもかまわない。ボンディングワイヤ２１の先端をイメージセンサ４やモジュール基板２０の図示しないパッドに押し付け、超音波を印加するなどしてワイヤとパッドを接続する。ここで、ボンディングワイヤ２１先端の接続部分は、接続時に荷重が加えられたり、超音波のエネルギーが与えられたりするため、ワイヤ径が変化して弱くなったり、また先端部には振動時にモーメントが集中するので、断線のリスクが高まる。通常のＬＳＩのワイヤーボンディングであれば、その状態から変化することはないし、全体をパッケージとして樹脂で固めれば、断線リスクがそれ以上に大きくなることはない。また、特許文献５のような場合でも、調整後は動かさないので、断線リスクがそれ以上に大きくなることはない。しかしながら、本発明のようにボンディングワイヤ２１の一端が可動部に設けられる場合は、常にボンディングワイヤ２１に力が加わるので、断線対策をしておいた方がいい。かといって、ボンディングワイヤ２１全体を樹脂で固めると、動かすことが困難になる。そこで、図１６のように、ボンディングワイヤ２１の先端部分のみ、樹脂２２で固めることが望ましい。ここで用いる樹脂２２は、硬化してもあまり硬くならず、ゴム状の弾性を有するような樹脂材料が望ましい。樹脂で固定されるのは両端のみであるので、ボンディングワイヤ２１の中央部分は自由に撓むことができる。
【0094】
＜実施例２－２＞
図１７は、本発明の実施例２－２に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。図１８は、図１７の実施例２－２における磁石とコイルとホール素子の配置を説明するための図である。図１７、図１８を用いて実施例２－２について説明する。
図１７は、本発明の実施例２－２に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。図１８は、図１７の実施例２－２における磁石とコイルとホール素子の配置を説明するための図である。図１７、図１８を用いて実施例２－２について説明する。
【0095】
本発明の実施例２－２に係るカメラモジュール３１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能の両方を有し、そのためにイメージセンサを３軸方向に駆動する。ＯＩＳ機能については、特許文献４とは異なり、撮像レンズとイメージセンサを光軸に垂直な方向に相対変位させるシフト方式である。イメージセンサへの通電手段としては、実施例２－１と同様、ボンディングワイヤが利用される。手ブレ量の検出には図示しないジャイロセンサが用いられ、ジャイロセンサはカメラモジュールの基板や携帯機器の基板などに実装されている。ジャイロセンサによる手ブレに応じて、ＯＩＳ可動部をフィードバック制御するため、ＯＩＳ可動部の位置を検出するための位置検出手段を備えている。ＡＦについては、位置検出を行わないことで説明するが、ＡＦについても位置検出して、フィードバック制御してもかまわない。
【0096】
カメラモジュール３１は、イメージセンサ３２を光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ３３と、ＡＦアクチュエータ３３全体を光軸と垂直な方向に駆動するためのＯＩＳアクチュエータ３４を含む。
【0097】
撮像レンズ３５は、レンズバレル３６内に収納される。撮像レンズ３５は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル３６は、ベース３７内に位置決めして搭載される。すなわち、撮像レンズ３５は固定であり、ＡＦやＯＩＳのために動かさない。
【0098】
イメージセンサ３２はセンサーカバー３８によってカバーされている。センサーカバー３８の上面側中央部には開口があり、ＩＲカットガラス３９によって開口が蓋をされている。少なくともイメージセンサ３２の受光部分は、センサーカバー３８、ＩＲカットガラス３９によって囲まれた内部にあり、受光部分に異物が付着するのを防止している。センサーカバー３８は、上下２枚のＡＦバネ４０ａ、４０ｂにより、マグネットホルダー４１に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。センサーカバー３８の外周側面にはＡＦコイル４２が巻回されている。ＡＦコイル４２に対向して、磁石４３がマグネットホルダー４１に固定されている。磁石４３からの磁束がＡＦコイル４２に作用し、ＡＦコイル４２に通電することでローレンツ力が発生し、イメージセンサ３２、センサーカバー３８、ＩＲカットガラス３９、ＡＦコイル４２などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル４２に通電するために、イメージセンサ３２、後述するボンディングワイヤなどを経由して通電ラインが形成される。
【0099】
マグネットホルダー４１は、４本のサスペンションワイヤ４４により、光軸に垂直な方向（図のＸ軸方向およびＹ軸方向）に可動に支持されている。サスペンションワイヤ４４は、マグネットホルダー４１に直接、接続される訳ではなく、サスペンションワイヤ４４の下端が衝撃吸収バネ４５を介して接続される。衝撃吸収バネ４５は、サスペンションワイヤ４４の長手方向の衝撃を吸収するためのもので、サスペンションワイヤ４４は長手方向の伸縮許容量が小さく、落下衝撃等により破損しやすいため、サスペンションワイヤ４４が伸縮する代わりに衝撃吸収バネ４５が撓んで、サスペンションワイヤ４４の破損を防ぐ。サスペンションワイヤ４４の上端は、固定部であるベース３７に接続される。サスペンションワイヤ４４を通電に利用する場合は、ベース３７に貼り付けられたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）（図示せず）に接続してもよい。このような場合は、サスペンションワイヤ４４の下端を衝撃吸収バネ４５に、上端をＦＰＣに、それぞれ半田で固定するとよい。ベース３７の下面には、磁石４３に対向してＯＩＳコイル４６が固定されている。磁石４３からの磁束がＯＩＳコイル４６に作用し、ＯＩＳコイル４６に通電することでローレンツ力が発生し、ＡＦアクチュエータ３３、マグネットホルダー４１、磁石４３などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸に垂直な方向に駆動される。磁石４３はＯＩＳ駆動用とＡＦ駆動用で併用される。このように、共通の磁石をＯＩＳ用とＡＦ用で共用することにより、部品点数を削減することができる。
【0100】
ベース３７の底面にはモジュール基板４７が設けられており、カメラモジュール３１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板４７上に集約される。イメージセンサ３２が可動部に搭載されているため、可動部にあるイメージセンサ３２と固定部にあるモジュール基板４７とを電気的に接続するためにボンディングワイヤ４８を用いる。図では、左右一本ずつのボンディングワイヤ４８しか示していないが、実際には多数本のボンディングワイヤ４８が接続されている。ボンディングワイヤ４８は非常に細く、一本一本のバネ性も弱いため、たとえ多数本集まったとしても、フレキシブル配線基板を用いた場合と比べるとバネ性の影響を極力低減することができる。また、ボンディングワイヤ４８の断面はほぼ円形であり、撓んだ際のバネ性の方向性がなく、複数の方向の動きに対してもバネ性の影響を低減することができ、特に実施例２－２のようにイメージセンサ３２が３軸方向に駆動される場合には効果的である。なお、ボンディングワイヤ４８の両端の接続部分は、実施例２－１と同様、樹脂で固定しておくことが望ましい。
【0101】
イメージセンサ３２とボンディングワイヤ４８との接続部分は、センサーカバー３８で囲まれた領域の外側に位置する。イメージセンサ３２の信号ラインだけでなく、ＡＦコイル４２もボンディングワイヤ４８を経由して、最終的にはモジュール基板４７に電気的に接続される。ＡＦコイル４２の通電手段としてもボンディングワイヤ４８を用いるとしても、その分のボンディングワイヤの本数を追加するだけで、容易に通電が可能になる。イメージセンサへの通電に必要なボンディングワイヤの本数に比べて、コイルへの通電に必要なボンディングワイヤの本数ははるかに少なく、本数追加による影響は小さい。なお、ＡＦコイル４２の電気的な経路については、ＡＦバネ４０ａ、４０ｂ、衝撃吸収バネ４５、サスペンションワイヤ４４などを経由して、ＯＩＳコイル４６が実装されたＦＰＣ（図示せず）に接続し、ＦＰＣをモジュール基板４７に接続してもよい。
【0102】
実施例２－２では、ＯＩＳ用の位置検出手段を備えている。イメージセンサ３２の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、磁石４３と、磁石４３に対向してベース３７に設けられたホール素子４９とから構成される。磁石４３がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子４９に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子４９は、ＯＩＳコイル４６の巻き線の内側に配置されて、省スペース化が図られているが、コイルの巻き線の内側に配置されたホール素子には、コイルへの通電によって発生する磁束が入射し、ノイズとなるため、これを避けたい場合はコイルの巻き線の外側に配置してもよい。磁石４３は、ＡＦおよびＯＩＳ用の駆動磁石としての役割だけでなく、ＯＩＳの位置検出手段の一部としても活用される。ホール素子４９は、ＯＩＳコイル４６が実装されたＦＰＣ（図示せず）に接続される。
【0103】
ホール素子４９や、ＯＩＳコイル４６、ＡＦコイル４２などの端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。アクチュエータドライバは、モジュール基板４７に実装される。ホール素子４９は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図１７で図示されるＯＩＳコイル４６とホール素子４９は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用のＯＩＳコイルとホール素子が同様に存在する。
【0104】
カメラモジュール３１全体はカバー５０で覆われている。カバー５０の中央には開口５０ａが設けられ、撮像レンズ３５に光が入射する経路となる。
【0105】
次に、ＡＦアクチュエータ３３、ＯＩＳアクチュエータ３４における磁石とコイルとホール素子の位置関係、動作について、図１８を用いてもう少し詳しく説明する。
【0106】
磁石４３のＮ極から出た磁束がＳ極に戻る間に、ＯＩＳコイル４６の一部を貫く。このとき、ＯＩＳコイル４６に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束は、図に示すように、ＯＩＳコイル４６に対して斜めに入射する。ＯＩＳコイル４６を貫く磁束のうち、Ｚ軸方向の成分はコイルの右側と左側で逆向きになり、電流も逆向きなので、ローレンツ力の向きは同じでＸ軸方向のＯＩＳ推力を生む。一方、ＯＩＳコイル４６を貫く磁束のうち、Ｘ軸方向の成分はコイルの右側と左側で同じ向きであり、電流が逆向きなので両者による力は打ち消しあう。ＯＩＳコイル４６は扁平型であり、図の左側の辺に紙面奥から手前の方向に電流が流れるとすると、右側の辺には紙面手前から奥の方向に電流が流れ、ＯＩＳコイル４６は図の右向きのローレンツ力を受ける。ＯＩＳコイル４６はベース３７に固定されているため、ローレンツ力は反作用により磁石４３を左側に動かそうとする力となる。
【0107】
また、磁石４３のＳ極に戻る磁束は、ＡＦコイル４２を貫く。このとき、ＡＦコイル４２に通電すると、磁束の方向および電流の方向（コイルの巻き線方向）のそれぞれに垂直な方向にローレンツ力が作用する。磁束の方向がＸ軸方向、電流の方向がＹ軸方向なので、ＡＦ推力はＺ軸方向に作用する。ＡＦコイル４２に、図のように紙面奥から手前の方向に電流が流れるとすると、ローレンツ力はＡＦコイル４２を上方向に動かそうとするように作用する。
【0108】
ホール素子４９は、そのチップ面に垂直な方向（図ではＺ軸方向）の磁束密度とその向きを検出する。図１８のように、磁石４３の分極線（破線で示す）に対向する位置にホール素子４９がある場合、ホール素子４９の位置では磁束はＸ軸方向のため、ホール素子４９が検出する磁束密度は０である。しかしながら、磁石４３がＸ軸方向にシフトした場合、ホール素子４９に入射する磁束はＺ軸方向の成分をもつようになり、変位量に応じたホール検出信号が得られる。
【0109】
＜実施例２－３＞
図１９は、本発明の実施例２－３に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。図２０は、図１９の実施例２－３における磁石とコイルとホール素子の配置を説明するための図で、（ａ）がＡＦ駆動用、（ｂ）がＯＩＳ駆動用である。図１９、図２０を用いて実施例２－３について説明する。
図１９は、本発明の実施例２－３に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。図２０は、図１９の実施例２－３における磁石とコイルとホール素子の配置を説明するための図で、（ａ）がＡＦ駆動用、（ｂ）がＯＩＳ駆動用である。図１９、図２０を用いて実施例２－３について説明する。
【0110】
本発明の実施例２－３に係るカメラモジュール５１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能の両方を有し、そのためにイメージセンサを３軸方向に駆動する。ＯＩＳ機能については、撮像レンズとイメージセンサを光軸に垂直な方向に相対変位させるシフト方式である。イメージセンサへの通電手段としては、ボンディングワイヤが利用される。ここまでは実施例２－２と同じである。実施例２－２と異なるのは、実施例２－２では、可動部の支持手段としてバネやサスペンションワイヤを用いていたのに対し、実施例２－３では、ボールガイドを用いている点である。本発明は、支持手段としてボールを用いたイメージセンサアクチュエータに対しても適用できる。
【0111】
手ブレ量の検出には図示しないジャイロセンサが用いられ、ジャイロセンサはカメラモジュールの基板や携帯機器の基板などに実装されている。ジャイロセンサによる手ブレに応じて、ＯＩＳ可動部をフィードバック制御するため、ＯＩＳ可動部の位置を検出するための位置検出手段を備えている。また、ＡＦについても、ボールガイド構造では中立位置保持が困難なため、位置検出手段を備え、フィードバック制御による位置制御を行っている。
【0112】
カメラモジュール５１は、イメージセンサ５２を光軸に垂直な方向に駆動するためのＯＩＳアクチュエータ５３と、ＯＩＳアクチュエータ５３全体を光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ５４を含む。
【0113】
撮像レンズ５５は、レンズバレル５６内に収納される。撮像レンズ５５は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル５６は、ベース５７内に位置決めして搭載される。すなわち、撮像レンズ５５は固定であり、ＡＦやＯＩＳのために動かさない。
【0114】
イメージセンサ５２はセンサーカバー５８によってカバーされている。センサーカバー５８の上面側中央部には開口があり、ＩＲカットガラス５９によって開口が蓋をされている。少なくともイメージセンサ５２の受光部分は、センサーカバー５８、ＩＲカットガラス５９によって囲まれた内部にあり、受光部分に異物が付着するのを防止している。センサーカバー５８は、ＯＩＳ用ボール６０によって図のＸ、Ｙ軸方向可動にＯＩＳベース６１に対して支持されている。図では、ＯＩＳ用ボール６０は１層構造で、ＸとＹの２軸方向に転がる構造だが、ボールを２層構造にして、１層ずつ１軸方向に転がる構造としてもかまわない。ＯＩＳベース６１は、ＡＦ用ボール６２によって図のＺ軸方向可動にベース５７に対して支持されている。以上のように、可動部をボールによって支持する構造は、バネ支持の場合のような不要共振が生じるリスクが小さいメリットがある一方、摩擦の影響を受けるというデメリットもある。何を優先するかによって、支持手段を選択すればよい。
【0115】
センサーカバー５８にはＯＩＳ磁石６３が固定されている。ＯＩＳ磁石６３に対向して、ＯＩＳコイル６４がベース５７に固定されている。ＯＩＳコイル６４に通電することでＯＩＳコイル６４が電磁石となり、ＯＩＳ磁石との間の磁気的相互作用により、イメージセンサ５２、センサーカバー５８、ＩＲカットガラス５９、ＯＩＳ磁石６３などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸に垂直な方向に駆動される。
【0116】
一方、ＯＩＳベース６１にはＡＦ磁石６５が固定されている。ＡＦ磁石６５に対向して、ＡＦコイル６６がベース５７に固定されている。ＡＦ磁石６５からの磁束がＡＦコイル６６に作用し、ＡＦコイル６６に通電することでローレンツ力が発生し、ＯＩＳ可動部、ＯＩＳ用ボール６０、ＯＩＳベース６１、ＡＦ磁石６５などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。
【0117】
ベース５７の底面にはモジュール基板６７が設けられており、カメラモジュール５１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板６７上に集約される。イメージセンサ５２が可動部に搭載されているため、可動部にあるイメージセンサ５２と固定部にあるモジュール基板６７とを電気的に接続するためにボンディングワイヤ６８を用いる。イメージセンサ５２とボンディングワイヤ６８との接続部分は、センサーカバー５８で囲まれた領域の外側に位置する。図では、左右一本ずつのボンディングワイヤ６８しか示していないが、実際には多数本のボンディングワイヤ６８が接続されている。ボンディングワイヤ６８は非常に細く、一本一本のバネ性も弱いため、たとえ多数本集まったとしても、バネ性の影響を極力低減することができる。また、ボンディングワイヤ６８の断面はほぼ円形であり、撓んだ際のバネ性の方向性がなく、複数の方向の動きに対してもバネ性の影響を低減することができ、特にイメージセンサ５２が３軸方向に駆動される場合には効果的である。なお、ボンディングワイヤ６８の両端の接続部分は、実施例２－１と同様、樹脂で固定しておくことが望ましい。
【0118】
実施例２－３では、ＯＩＳ用とＡＦ用の位置検出手段を備えている。イメージセンサ５２の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、ＯＩＳ磁石６３と、ＯＩＳ磁石６３に対向してベース５７に設けられたホール素子６９とから構成される。ＯＩＳ磁石６３がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子６９に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子６９は、ＯＩＳコイル６４の巻き線の内側に配置されて、省スペース化が図られているが、コイルの巻き線の内側に配置されたホール素子には、コイルへの通電によって発生する磁束が入射し、ノイズとなるため、これを避けたい場合はコイルの巻き線の外側に配置してもよい。ホール素子６９は、ＯＩＳコイル６４が実装されたＦＰＣ（図示せず）に接続される。
【0119】
一方、ＡＦ用の位置検出手段は、ＡＦ磁石６５と、ＡＦ磁石６５に対向してベース５７に設けられたホール素子７０とから構成される。ＡＦ磁石６５がＡＦ駆動によって変位すると、ホール素子７０に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子７０は、ＡＦコイル６６の巻き線の内側に配置されて、省スペース化が図られているが、ＯＩＳと同様、巻き線の外側に配置してもよい。ホール素子７０は、ＡＦコイル６６が実装されたＦＰＣ（図示せず）に接続される。
【0120】
ホール素子６９や７０、ＯＩＳコイル６４、ＡＦコイル６６などの端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。アクチュエータドライバは、モジュール基板６７に実装される。ホール素子６９や７０は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図１９で図示されるＯＩＳコイル６４とホール素子６９は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用のＯＩＳコイルとホール素子が同様に存在する。
【0121】
カメラモジュール５１全体はカバー７１で覆われている。カバー７１の中央には開口７１ａが設けられ、撮像レンズ５５に光が入射する経路となる。
【0122】
次に、ＯＩＳアクチュエータ５３およびＡＦアクチュエータ５４における磁石とコイルとホール素子の位置関係、動作について、図２０を用いてもう少し詳しく説明する。
【0123】
図２０（ａ）はＡＦコイル１０とＡＦ磁石１１とホール素子７０の位置関係を示している。ＡＦ磁石６５は、図の左右方向に着磁されているが、図のようにＮ極、Ｓ極の向きが途中で逆転する２極着磁となっている。ＡＦ磁石６５に対向してＡＦコイル６６が配置されている。ＡＦコイル６６は扁平型のコイルであり、図の上側のコイル辺に紙面奥から手前に向かって電流が流れているとすると、下側のコイル辺には紙面手前から奥に向かって電流が流れる。このとき、フレミングの左手法則にしたがって、ＡＦコイル６６の上下辺はともに図の下向き（白抜き矢印の方向）に力を受ける。ＡＦコイル６６はベース５７に固定されているので、その反作用でＡＦ磁石が図の上向き（白抜き矢印の方向）に力を受け、変位する。逆向きの電流を流せば、逆向きの力を受ける。ホール素子７０は、そのチップ面に垂直な方向（図ではＸ軸方向）の磁束密度とその向きを検出する。図２０のように、ＡＦ磁石６５の２極着磁の反転境界線（破線で示す）に対向する位置にホール素子７０がある場合、ホール素子７０の位置では磁束はＺ軸方向のため、ホール素子７０が検出する磁束密度は０である。しかしながら、ＡＦ磁石６５がＺ軸方向にシフトした場合、ホール素子７０に入射する磁束はＸ軸方向の成分をもつようになり、変位量に応じたホール検出信号が得られる。
【0124】
一方、図２０（ｂ）はＯＩＳ磁石６３とＯＩＳコイル６４とホール素子６９の位置関係を示している。ＯＩＳコイル４６は扁平型であり、図のように、ＯＩＳコイル６４の上側の辺に紙面奥から手前の方向に電流を流すとすると、下側の辺には紙面手前から奥の方向に電流が流れる。このとき、ＯＩＳコイル６４は電磁石として作用し、図の右側に向かって磁束が発生する。ＯＩＳ磁石６３の着磁方向が図の通りだとすると、ＯＩＳ磁石６３とＯＩＳコイル６４とは反発し合い、ＯＩＳコイル６４がベース５７に固定されているため、ＯＩＳ磁石６３は図の右側に変位する。逆向きの電流を流せば、ＯＩＳ磁石６３とＯＩＳコイル６４は吸引し合い、ＯＩＳ磁石６３は図の左側に変位する。ホール素子６９は、そのチップ面に垂直な方向（図ではＸ軸方向）の磁束密度とその向きを検出する。図２０のように、ＯＩＳ磁石６３の磁極面（図ではＮ極）に対向してホール素子６９が配置されており、ＯＩＳ磁石６３との距離に応じてホール素子６９に入射する磁束密度の大きさが変化し、変位量に応じたホール検出信号が得られる。
【0125】
【0126】
本発明の実施例２－４に係るカメラモジュール８１は、ＡＦ機能とＯＩＳ機能の両方を有し、そのためにイメージセンサを３軸方向に駆動する。ＯＩＳ機能については、撮像レンズとイメージセンサを光軸に垂直な方向に相対変位させるシフト方式である。イメージセンサへの通電手段としては、ボンディングワイヤが利用される。また、可動部を支持する手段としてボールガイドが用いられる。ＡＦ用のボールについては図示していないが、断面からは見えない位置にガイド用のボール（シャフトでもよい）が存在する。ここまでは実施例２－３と同じである。実施例２－３と異なるのは、実施例２－３では、駆動手段として磁気的な力を利用していたのに対し、実施例２－４では、駆動手段として形状記憶合金（ＳＭＡ）を用いている点である。本発明は、駆動手段としてＳＭＡを用いたイメージセンサアクチュエータに対しても適用できる。
【0127】
手ブレ量の検出には図示しないジャイロセンサが用いられ、ジャイロセンサはカメラモジュールの基板や携帯機器の基板などに実装されている。ジャイロセンサによる手ブレに応じて、ＯＩＳ可動部をフィードバック制御するため、ＯＩＳ可動部の位置を検出するための位置検出手段を備えている。位置検出手段として、ＳＭＡ材料の抵抗値を利用してもよい。また、ＡＦについても位置検出手段を備えていてもよい。
【0128】
カメラモジュール８１は、イメージセンサ８２を光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ８３と、ＡＦアクチュエータ８３全体を光軸と垂直な方向に駆動するためのＯＩＳアクチュエータ８４を含む。
【0129】
撮像レンズ８５は、レンズバレル８６内に収納される。撮像レンズ８５は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル８６は、ベース８７内に位置決めして搭載される。すなわち、撮像レンズ８５は固定であり、ＡＦやＯＩＳのために動かさない。
【0130】
イメージセンサ８２はセンサーカバー８８によってカバーされている。センサーカバー８８の上面側中央部には開口があり、ＩＲカットガラス８９によって開口が蓋をされている。少なくともイメージセンサ８２の受光部分は、センサーカバー８８、ＩＲカットガラス８９によって囲まれた内部にあり、受光部分に異物が付着するのを防止している。センサーカバー８８は、図示しないボールによって、図のＺ軸方向可動にＡＦベース９０に対して支持されている。センサーカバー８８は、与圧バネ９１によって、図の下方向に押し付けられるような与圧を受けている。センサーカバー８８とＡＦベース９０との間には、ＡＦ用ＳＭＡワイヤ９２が橋渡しされており、ＡＦ用ＳＭＡワイヤ９２に電流を印加すると、その抵抗加熱によりＡＦ用ＳＭＡワイヤ９２の温度が上がり、ＡＦ用ＳＭＡワイヤ９２が縮むことで与圧バネの反力に打ち勝つ力が発生し、センサーカバー８８は図の上方向に引張上げられる。与圧バネ９１の力とＡＦ用ＳＭＡワイヤ９２の収縮力の釣り合いによって、センサーカバー８８の位置が決まる。ＳＭＡワイヤに印加する電流量を減らすと、与圧バネ９１の力の方が上回って、センサーカバー８８は図の下方向に変位する。
【0131】
ＡＦベース９０は、ＯＩＳ用ボール９３によって図のＸ、Ｙ軸方向可動にベース８７に対して支持されている。図では、ＯＩＳ用ボール９３は１層構造で、ＸとＹの２軸方向に転がる構造だが、ボールを２層構造にして、１層ずつ１軸方向に転がる構造としてもかまわない。ＡＦベース９０とベース８７との間には、左右一対のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ａ、９４ｂが橋渡しされている。図のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ａ、９４ｂはＸ軸方向駆動用のＳＭＡワイヤであるが、９０度方向ずらした方向に図示しないＹ軸方向駆動用のＳＭＡワイヤも存在する。左右のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ａ、９４ｂにバイアス電流を流しておき、両者で引っ張り合うことで釣り合わせる。ここで、たとえば左のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ａの電流をプラスし、右のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ｂの電流をマイナスすると、左のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ａが縮み、その力で右のＯＩＳ用ＳＭＡワイヤ９４ｂが伸びるので、ＡＦベース９０は図の左に動く。逆の電流の増減を行えば、ＡＦベース９０は図の右に動く。以上により、イメージセンサ８２をＸ軸方向に駆動することができる。Ｙ軸方向の駆動も同様である。
【0132】
ベース８７の底面にはモジュール基板９５が設けられており、カメラモジュール８１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板９５上に集約される。イメージセンサ８２が可動部に搭載されているため、可動部にあるイメージセンサ８２と固定部にあるモジュール基板９５とを電気的に接続するためにボンディングワイヤ９６を用いる。イメージセンサ８２とボンディングワイヤ９６との接続部分は、センサーカバー８８で囲まれた領域の外側に位置する。図では、左右一本ずつのボンディングワイヤ９６しか示していないが、実際には多数本のボンディングワイヤ９６が接続されている。ボンディングワイヤ９６は非常に細く、一本一本のバネ性も弱いため、たとえ多数本集まったとしても、バネ性の影響を極力低減することができる。また、ボンディングワイヤ９６の断面はほぼ円形であり、撓んだ際のバネ性の方向性がなく、複数の方向の動きに対してもバネ性の影響を低減することができ、特にイメージセンサ８２が３軸方向に駆動される場合には効果的である。なお、ボンディングワイヤ９６の両端の接続部分は、実施例２－１と同様、樹脂で固定しておくことが望ましい。
【0133】
カメラモジュール８１全体はカバー９７で覆われている。カバー９７の中央には開口９７ａが設けられ、撮像レンズ８５に光が入射する経路となる。
【0134】
＜実施例２－５＞
実施例２－２から実施例２－４では、撮像レンズを固定し、イメージセンサをＡＦとＯＩＳのために３軸方向に駆動する例で説明したが、ＡＦ用途とＯＩＳ用途で可動部を撮像レンズとイメージセンサとしてそれぞれ別々に駆動する場合にも、本発明は適用することができる。図２２は、本発明の実施例２－５に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。実施例２－５では、イメージセンサをＡＦのために光軸方向に駆動し、撮像レンズをＯＩＳのために光軸に垂直な方向に駆動する。そして、イメージセンサへの通電のためにボンディングワイヤを利用する。
実施例２－２から実施例２－４では、撮像レンズを固定し、イメージセンサをＡＦとＯＩＳのために３軸方向に駆動する例で説明したが、ＡＦ用途とＯＩＳ用途で可動部を撮像レンズとイメージセンサとしてそれぞれ別々に駆動する場合にも、本発明は適用することができる。図２２は、本発明の実施例２－５に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。実施例２－５では、イメージセンサをＡＦのために光軸方向に駆動し、撮像レンズをＯＩＳのために光軸に垂直な方向に駆動する。そして、イメージセンサへの通電のためにボンディングワイヤを利用する。
【0135】
図２２において、カメラモジュール１０１は、撮像レンズ１０２を光軸に垂直な方向に駆動するためのＯＩＳアクチュエータ１０３と、イメージセンサ１０４を撮像レンズの光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ１０５を含む。
【0136】
撮像レンズ１０２は、レンズバレル１０６内に収納される。撮像レンズ１０２は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル１０６は、レンズホルダー１０７内に位置決めして搭載される。レンズホルダー１０７は、４本のサスペンションワイヤ１０８により、光軸に垂直な方向（図のＸ軸方向およびＹ軸方向）に可動に支持されている。サスペンションワイヤ１０８は、レンズホルダー１０７に直接、接続される訳ではなく、サスペンションワイヤ１０８の上端が衝撃吸収バネ１０９を介して接続される。衝撃吸収バネ１０９は、サスペンションワイヤ１０８の長手方向の衝撃を吸収するためのもので、サスペンションワイヤ１０８は長手方向の伸縮許容量が小さく、落下衝撃等により破損しやすいため、サスペンションワイヤ１０８が伸縮する代わりに衝撃吸収バネ１０９が撓んで、サスペンションワイヤ１０８の破損を防ぐ。サスペンションワイヤ１０８の下端は、固定部であるベース１１０に接続される。サスペンションワイヤ１０８を通電に利用する場合は、ベース１１０に貼り付けられたＦＰＣ（図示せず）に接続してもよい。このような場合は、サスペンションワイヤ１０８の上端を衝撃吸収バネ１０９に、下端をＦＰＣに、それぞれ半田で固定するとよい。レンズホルダー１０７の下面にはＯＩＳコイル１１１が固定されている。ＯＩＳコイル１１１に対向して、ベース１１０には駆動用磁石１１２が固定されている。駆動用磁石１１２からの磁束がＯＩＳコイル１１１に作用し、ＯＩＳコイル１１１に通電することでローレンツ力が発生し、撮像レンズ１０２、レンズバレル１０６、レンズホルダー１０７、ＯＩＳコイル１１１などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸に垂直な方向に駆動される。
【0137】
ベース１１０の底面にはモジュール基板１１３が設けられており、カメラモジュール１０１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板１１３上に集約される。イメージセンサ１０４は、センサーカバー１１４によってカバーされている。センサーカバー１１４の中央部には開口があり、ＩＲカットガラス１１５によって開口が蓋をされている。センサーカバー１１４の側面にはＡＦコイル１１６が巻回されている。センサーカバー１１４は、上下のＡＦバネ１１７ａ、１１７ｂにより、固定部（ベース１１０）に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。ＡＦコイル１１６に対向して、駆動用磁石１１２が配置されている。駆動用磁石１１２はＯＩＳ駆動用とＡＦ駆動用で併用される。このように、共通の磁石をＯＩＳ用とＡＦ用で共用することにより、部品点数を削減することができる。駆動用磁石１１２からの磁束がＡＦコイル１１６に作用し、ＡＦコイル１１６に通電することでローレンツ力が発生し、イメージセンサ１０４、センサーカバー１１４、ＩＲカットガラス１１５、ＡＦコイル１１６などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル１１６に通電するためには、上下のＡＦバネ１１７ａ、１１７ｂのいずれか、あるいは両方を利用するとよい。あるいは、ボンディングワイヤ１１８を利用してもよい。また、ＡＦ可動部にあるイメージセンサ１０４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、ボンディングワイヤ１１８を利用する。ボンディングワイヤ１１８は多数本となるが、一本一本のバネ性は非常に弱く、ボンディングワイヤ１１８のバネ性が可動部の動きに与える影響は非常に小さい。なお、ボンディングワイヤ１１８の両端の接続部分は、実施例２－１と同様、樹脂で固定しておくことが望ましい。
【0138】
実施例２－５では、ＯＩＳ用の位置検出手段を備えている。撮像レンズ１０２の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、ＯＩＳ可動部（レンズホルダー１０７）に搭載された位置検出用磁石１１９と、位置検出用磁石１１９に対向して固定部（ベース１１０）に設けられたホール素子１２０から構成される。位置検出用磁石１１９がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子１２０に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子１２０は、駆動用磁石１１２やＯＩＳコイル１１１からの磁束の影響を低減するため、これらから少し離れた位置に配置される。ホール素子１２０や、サスペンションワイヤ１０８などを経由して接続されるＯＩＳコイル１１１の端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。ホール素子１２０は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図２２で図示されるＯＩＳ用の位置検出手段は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用の位置検出手段が同様に存在する。
【0139】
カメラモジュール１０１全体はカバー１２１で覆われている。カバー１２１の中央には開口１２１ａが設けられ、撮像レンズ１０２に光が入射する経路となる。カバー１２１は、アクチュエータとしての可動範囲をメカニカルに規制するためのストッパーの役割もあるので、金属である方が望ましい。
【0140】
＜実施例２－６＞
実施例２－５では、撮像レンズをＯＩＳのために駆動し、イメージセンサをＡＦのために駆動するとともに、ＡＦ可動部になるイメージセンサへの通電にボンディングワイヤを用いる例を示したが、可動部と駆動方向の組み合わせは逆でもかまわない。図２３は、本発明の実施例２－６に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。実施例２－６では、撮像レンズをＡＦのために光軸方向に駆動し、イメージセンサをＯＩＳのために光軸に垂直な方向に駆動する。そして、イメージセンサへの通電のためにボンディングワイヤを利用する。
実施例２－５では、撮像レンズをＯＩＳのために駆動し、イメージセンサをＡＦのために駆動するとともに、ＡＦ可動部になるイメージセンサへの通電にボンディングワイヤを用いる例を示したが、可動部と駆動方向の組み合わせは逆でもかまわない。図２３は、本発明の実施例２－６に係るカメラモジュールの概略構成を示す中央断面図である。実施例２－６では、撮像レンズをＡＦのために光軸方向に駆動し、イメージセンサをＯＩＳのために光軸に垂直な方向に駆動する。そして、イメージセンサへの通電のためにボンディングワイヤを利用する。
【0141】
図２３において、カメラモジュール１３１は、撮像レンズ１３２を光軸方向に駆動するためのＡＦアクチュエータ１３３と、イメージセンサ１３４を撮像レンズの光軸に垂直な方向に駆動するためのＯＩＳアクチュエータ１３５を含む。
【0142】
撮像レンズ１３２は、レンズバレル１３６内に収納される。撮像レンズ１３２は、図中では３個で表示しているが、４個以上であってもかまわないし、２個以下であってもかまわない。レンズバレル１３６は、レンズホルダー１３７内に位置決めして搭載される。レンズホルダー１３７は、上下２枚のＡＦバネ１３８ａ、１３８ｂにより、ベース１３９に対して光軸方向（図のＺ軸方向）に可動に支持されている。レンズホルダー１３７の側面にはＡＦコイル１４０が巻回されている。ＡＦコイル１４０に対向して、駆動用磁石１４１が配置されている。駆動用磁石１４１からの磁束がＡＦコイル１４０に作用し、ＡＦコイル１４０に通電することでローレンツ力が発生し、撮像レンズ１３２、レンズバレル１３６、レンズホルダー１３７、ＡＦコイル１４０などから構成されるＡＦ可動部が光軸方向に駆動される。なお、ＡＦ可動部にあるＡＦコイル１４０に通電するためには、上下のＡＦバネ１３８ａ、１３８ｂのいずれか、あるいは両方を利用するとよい。
【0143】
ベース１３９の底面にはモジュール基板１４２が設けられており、カメラモジュール１３１のすべての電気的な配線は、最終的にはモジュール基板１４２上に集約される。イメージセンサ１３４は、センサーカバー１４３によってカバーされている。センサーカバー１４３の中央部には開口があり、ＩＲカットガラス１４４によって開口が蓋をされている。センサーカバー１４３は、４本のサスペンションワイヤ１４５により、固定部（ベース１３９）に対して光軸に垂直な方向（図のＸ軸方向およびＹ軸方向）に可動に支持されている。サスペンションワイヤ１４５は、センサーカバー１４３に直接、接続される訳ではなく、サスペンションワイヤ１４５の下端が衝撃吸収バネ１４６を介して接続される。衝撃吸収バネ１４６は、サスペンションワイヤ１４５の長手方向の衝撃を吸収するためのもので、サスペンションワイヤ１４５は長手方向の伸縮許容量が小さく、落下衝撃等により破損しやすいため、サスペンションワイヤ１４５が伸縮する代わりに衝撃吸収バネ１４６が撓んで、サスペンションワイヤ１４５の破損を防ぐ。サスペンションワイヤ１４５の上端は、固定部であるベース１３９に接続される。センサーカバー１４３の上面にはＯＩＳコイル１４７が固定されている。ＯＩＳコイル１４７に対向して、ベース１３９には駆動用磁石１４１が固定されている。駆動用磁石１４１はＯＩＳ駆動用とＡＦ駆動用で併用される。このように、共通の磁石をＯＩＳ用とＡＦ用で共用することにより、部品点数を削減することができる。駆動用磁石１４１からの磁束がＯＩＳコイル１４７に作用し、ＯＩＳコイル１４７に通電することでローレンツ力が発生し、イメージセンサ１３４、センサーカバー１４３、ＩＲカットガラス１４４、ＯＩＳコイル１４７などから構成されるＯＩＳ可動部が光軸に垂直な方向に駆動される。ＯＩＳ可動部にあるＯＩＳコイル１４７に通電するためには、衝撃吸収バネ１４６、サスペンションワイヤ１４５を利用するとよい。また、ＯＩＳ可動部にあるイメージセンサ１３４に通電するためには、多数本の通電手段が必要となるため、ボンディングワイヤ１４８を利用する。ボンディングワイヤ１４８は多数本となるが、一本一本のバネ性は非常に弱く、ボンディングワイヤ１４８のバネ性が可動部の動きに与える影響は非常に小さい。なお、ボンディングワイヤ１４８の両端の接続部分は、実施例２－１と同様、樹脂で固定しておくことが望ましい。
【0144】
実施例２－６では、ＯＩＳ用の位置検出手段を備えている。イメージセンサ１３４の位置を検出して、これをフィードバックして位置制御に用いることにより、目標位置への位置決め精度を高めたり、外乱振動を受けた場合にも所定の位置に保持したりできる。ＯＩＳ用の位置検出手段は、ＯＩＳ可動部（センサーカバー１４３）に搭載された位置検出用磁石（図ではＯＩＳコイル１４７の奥にあって見えない）と、位置検出用磁石に対向して固定部（ベース１３９）に設けられたホール素子１４９から構成される。位置検出用磁石がＯＩＳ駆動によって変位すると、ホール素子１４９に入射する磁束密度の大きさが変化し、位置検出信号として出力される。ホール素子１４９は、駆動用磁石１４１やＯＩＳコイル１４７からの磁束の影響を軽減するため、これらから少し離れた位置に配置（上記のようにＯＩＳコイル１４７の奥）される。ホール素子１４９や、サスペンションワイヤ１４５などを経由して接続されるＯＩＳコイル１４７の端子は、図示しないアクチュエータドライバに接続される。ホール素子１４９は、ホール素子を内蔵したアクチュエータドライバであってもよい。アクチュエータドライバは、ひとつの半導体基板に集積化された機能ＩＣである。なお、図２３で図示されるＯＩＳ用の位置検出手段は、Ｘ軸方向の位置検出手段であり、９０度ずれた方向にＹ軸方向用の位置検出手段が同様に存在する。
【0145】
カメラモジュール１３１全体はカバー１５０で覆われている。カバー１５０の中央には開口１５０ａが設けられ、撮像レンズ１３２に光が入射する経路となる。カバー１５０は、アクチュエータとしての可動範囲をメカニカルに規制するためのストッパーの役割もあるので、金属である方が望ましい。たとえば、レンズホルダー１３７の上面の一部を突出させておくと、図２３の上方向にＡＦ可動部が変位した場合に、突出部がカバー１５０の内面に当接してストッパーなる。駆動用磁石１４１は固定部に配置されるので、カバー１５０は磁性体であってもかまわない。ただし、磁性体の場合、位置検出用磁石とは、ある程度の距離を離しておくことが望ましい。
【0146】
実施例２－６では、ＯＩＳのメカストッパーは、センサーカバー１４３の側面とベース１３９の内壁とが当接することで形成される。
【0147】
以上のようなカメラモジュールは、スマートフォンなどの携帯機器などに用いられる。特に、本発明のカメラモジュールの好適な応用のひとつは、光学手ぶれ補正（ＯＩＳ）機能やオートフォーカス（ＡＦ）機能を備えた装置であり、特に高画素化により撮像レンズが大口径化した装置に適用することが有効である。本発明を利用することで、撮像レンズが大口径化して可動部が重くなった場合でも、高精度のレンズ位置制御を可能とし、手振れ補正の補正精度を高めることが可能なカメラモジュールを実現できる。
【符号の説明】
【0148】
１、３１…カメラモジュール
２、３２…撮像レンズ
３、３５…ＯＩＳアクチュエータ
４、３４…イメージセンサ
５、３３…ＡＦアクチュエータ
６、３６…レンズバレル
７、３７…レンズホルダー
８、４５…サスペンションワイヤー
９、４６…衝撃吸収バネ
１０、３９…ベース
１１、４７…ＯＩＳコイル
１２、４１…駆動用磁石
１３、４２…モジュール基板
１４、４３…センサーカバー
１５、４４…ＩＲカットガラス
１６、４０…ＡＦコイル
１７ａ、１７ｂ、３８ａ、３８ｂ…ＡＦバネ
１８、４８…位置検出用磁石
１９、４９…ホール素子
２０、５０…カバー
２１…ＯＩＳ駆動用磁石
２２…ＡＦ駆動用磁石
２３、５１…ボンディングワイヤー。
２、３２…撮像レンズ
３、３５…ＯＩＳアクチュエータ
４、３４…イメージセンサ
５、３３…ＡＦアクチュエータ
６、３６…レンズバレル
７、３７…レンズホルダー
８、４５…サスペンションワイヤー
９、４６…衝撃吸収バネ
１０、３９…ベース
１１、４７…ＯＩＳコイル
１２、４１…駆動用磁石
１３、４２…モジュール基板
１４、４３…センサーカバー
１５、４４…ＩＲカットガラス
１６、４０…ＡＦコイル
１７ａ、１７ｂ、３８ａ、３８ｂ…ＡＦバネ
１８、４８…位置検出用磁石
１９、４９…ホール素子
２０、５０…カバー
２１…ＯＩＳ駆動用磁石
２２…ＡＦ駆動用磁石
２３、５１…ボンディングワイヤー。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】