(57)【要約】【課題】  カメラモジュールにおいて、ピエゾ素子を用いてオートフォーカス機能及びズーム機能を組み込んだ際にも小型・軽量化できるようにする。【解決手段】  第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７によって、ローター１２が回転駆動される。第１のレンズホルダ１３はローターの回転に応じて光軸に沿って沿って移動する。そして、第２のレンズホルダ１５は第１のレンズホルダの移動に応じて同一方向に移動する。第２のレンズホルダには光軸に沿って所定の間隔をおいて第１及び第２の被係合部が形成され、第２のレンズホルダの移動に応じて係合片（爪部）が第１の被係合部又は第２の被係合部と選択的に係合して、第２のレンズホルダをそれぞれ第１の位置又は第２の位置に保持する。【選択図】  図１
2006098587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動素子と、
前記駆動素子により回転駆動される略円筒形状のローターと、
少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の被写体側に配置された第１のレンズ保持部と、
少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の結像側に配置された第２のレンズ保持部と、
前記第２のレンズ保持部と係合するとともに前記ローターの回動により該第２のレンズ保持部を光軸に沿って移動可能に駆動する前記ローター内に設けられたカム部と、
前記第１のレンズ保持部の被写体側に設けられた第１の被係止部と、
前記第１のレンズ保持部の結像側に設けられた第２の被係止部と、
前記ローターを回動自在に保持するケースと、
前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部と選択的に係止可能な前記ケース内部に配置された係止部とからなるカメラモジュール。
【請求項２】
さらに、第２のレンズ保持部に設けられた係止解除部を含み、
前記第２のレンズ保持部の移動に伴い、前記係止解除部が前記第１のレンズ保持部の前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部の前記係止部への係止を選択的に解除する請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記第１のレンズ保持部に設けられた被係合部と、
前記第２のレンズ保持部に設けられた前記第１のレンズ保持部の被係合部と係合可能な係合部とをさらに含み、
前記第１のレンズ保持部の前記第１の被係止部が前記係止部に係止している際、前記第２のレンズ保持部の被被写体側への移動により、前記係止解除部が前記第１の被係止部と前記係止部との係止を解除するとともに、前記第２のレンズ保持部の係合部と前記第１のレンズ保持部の被係合部とが係合することにより前記第２のレンズ保持部と前記第１のレンズ保持部とが一体的に被写体側へ移動し、前記第１のレンズ保持部の第２の被係止部と前記係止部との係止が行われる請求項２記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記駆動素子は、略長方形状の板状外形を有し端部に作動部を有するピエゾ素子で構成され、前記略円筒形状のローターは該作動部により回転駆動される請求項１〜３いずれかに記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記略円筒形状のローターの外周面に形成された径方向に突出するフランジ部をさらに備え、
前記ピエゾ素子は前記略円筒形状のローターに近接配置するとともに前記作動部を前記フランジ部の一面に当接された状態で光軸に沿って延在している請求項４記載のカメラモジュール。
【請求項６】
駆動素子と、前記駆動素子により回転駆動される略円筒形状のローターと、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の被写体側に配置された第１のレンズ保持部と、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の結像側に配置された第２のレンズ保持部と、前記第２のレンズ保持部と係合するとともに前記ローターの回動により該第２のレンズ保持部を光軸に沿って移動可能に駆動する前記ローター内に設けられたカム部と、前記第１のレンズ保持部の被写体側に設けられた第１の被係止部と、前記第１のレンズ保持部の結像側に設けられた第２の被係止部と、前記ローターを回動自在に保持するケースと、前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部と選択的に係止可能な前記ケース内部に配置された係止部とを含むカメラモジュールと、
操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、
前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納すると共に厚さ寸法を略前記カメラモジュールの高さに制限した筐体と、を含むことを特徴する携帯端末。
【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し、特に、小型軽量に構成したカメラモジュール及びこのカメラモジュールを搭載した携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラモジュールにおいては、オートフォーカス（ＡＦ）機能及びズーム機能を備えており、例えば、光学系レンズの側面側に円筒カムを配置して、この円筒カムによってズームレンズ枠とＡＦレンズ枠とを駆動するようにしたものがあり、ここでは、前面カバー（固定枠）に円筒カムの軸受け及びレンズ枠の軸受けを配置している。そして、ハウジング（ケース）に固体撮像素子（ＣＣＤ）を直接配設して、円筒カムの側面に回動角度を検出するためのカムを配置し、メカニカルスイッチによって円筒カムの回動角度を検出するようにしている（特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、ケースの一辺側の隅にそれぞれＡＦ用リードスクリューとズーム用リードスクリューとを配置して、リードスクリューに沿ってズームレンズ系の可動レンズ群を移動するようにしたものがあり、また、カムを駆動して撮影光学系を光軸に沿って移動させる際、カムに通常変倍撮影用カム領域とマクロ撮影用カム領域とを連続して形成し、このカムをステップモータで駆動するようにしたものがあり、ここでは、所謂テレとマクロの２点切替でレンズ枠に隣接して円筒カムを配置して、この円筒カムによってＡＦレンズ枠とズームレンズ枠とを駆動するようにして、ステッピングモータは円筒カム側面側に配置されている。
【０００４】
また、ステッピングモータにリードスクリューを一体的に設けて、リードスクリューをステッピングモータ２２ａ，２２ｂとともに独立的に保持部材で保持し、これら保持部材を鏡胴基体である函体１１へ取り付ける取り付け部材を、リードスクリューに対して片側だけに配設するようにしたものがあり、ここでは、２本のリードスクリューによってズーム及びＡＦ用レンズ枠を駆動し、ハウジングにレンズ枠のガイド支持部を設けて、ハウジング下部にＣＣＤを配置している。
【０００５】
加えて、撮影レンズを駆動するためのフォーカスモータ及びズームモータと内部機構を駆動するシャッタモータ及び絞りモータとを備えて、撮影レンズの光軸と直交する平面を、光軸と直交し且つ相直交する第一軸と第二軸とにより分割した第１〜第４象限に、これらのモータをそれぞれ配置して、シャッタユニットのベースにフォーカスモータとズームモータとの回転中心軸を通過させるための切り欠き部を設けるようにしたものがある。
【０００６】
また、スクリュー軸によって可動レンズを光軸に沿って駆動し、スクリュー軸を装置本体に回転可能に保持する軸受け部が型成形により一体形成されて、軸受け部を、互いにスライド方向が異なる複数のスライド型よって形成するようにしたものがあり、ここでは、２本のリードスクリューによってズーム及びＡＦ用レンズ枠を駆動し、上部ハウジングで２本のリードスクリューの軸受けと２つのレンズ枠ガイドシャフトの軸受けを行って、下部ハウジングにＣＣＤを保持するようにしている。
【０００７】
ところで、最近の携帯電話機などの携帯端末に用いられるカメラモジュールでは、固体撮像素子（ＣＣＤ）の高画素化に伴って、通常の電子カメラ（デジカメ）と同様に、高速、高精度なオートフォーカス（ＡＦ）機能及び焦点距離の変化（ズーム）機能が要求され、さらに、携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。
【０００８】
このようなカメラモジュールにおけるオートフォーカス及び焦点距離の変化のためには、レンズ群を光軸に沿って移動させることが必要であり、そのため、従来では、回転子を有する電磁モータ又はパルスモータが用いられ、ヘリコイド機構又はカムリング、リードスクリューなどを駆動してレンズ群を光軸に沿って移動させている。
【０００９】
しかしながら、上記の回転子を用いた電磁モータは、回転子とその周囲に電磁石及び永久磁石が必要であり、軸方向長さを短くしたとしても円柱形状部分が不可欠であるから、カメラモジュールを小型化する上でのネックとなる。
【００１０】
そのため、駆動源として、ピエゾ素子を用いることが提案されており、例えば、レンズ保持枠を送るための回転送り部材に圧電素子を近接して配置して、この圧電素子によって回転送り部材に歩進的回転を与えるようにしたものがあり、ここでは、圧電素子をレンズ枠駆動用の送りネジの端部円周に接触配置している（特許文献２参照）。
【００１１】
さらに、レンズ保持枠を案内する案内部材に二種の圧電素子を一体的に取り付けて、これら圧電素子に交互に伸縮動作を行わせて、案内部材に間欠的送り動作を生じさせるようにしたものがあり、ここでは、圧電素子を、レンズ保持枠を駆動するための送りネジの端部に配置している（特許文献３参照）。
【００１２】
また、電気信号を印加することにより振動する電気−機械エネルギー変換素子（圧電素子）を、ネジ部を有する出力部材に接触させて、この出力部材を変換素子の振動によって回転させて、出力部材のネジ部に移動部材を当接させて、ネジ部の回転に伴って移動部材を出力部材の軸方向に移動させるようにしたものがあり、ここでは、送りネジ端部の円筒形状部分の周囲に圧電素子を配置している（特許文献４参照）。
【００１３】
加えて、鏡筒と一体のスリーブ部をガイドバーに摺動可能に嵌合して、スリーブ部の外周面にリニア駆動式振動波アクチュエーターの振動子を板ばねで圧接して、圧電素子に所定の位相差の二つの交流電圧を印加し、スリーブ部に軸方向推力を加え、鏡筒を光軸に沿って移動するようにしたものがある（特許文献５参照）。
【００１４】
また、一つの移動レンズ枠に対して、それぞれ１個のセラミック振動子を移動レンズ枠又はレンズ装置の固定部（鏡筒）の何れかに配置して、セラミック振動子が配置されていない方の移動レンズ枠又は固定部の何れかの一部にセラミック振動子を圧接して、セラミック振動子の楕円運動によってレンズ駆動を行うようにしたものがある。
【００１５】
さらに、軸回りに回転自在に設けられた駆動軸のねじ部にレンズ保持枠が螺合され、圧電素子を備えた振動体を駆動軸の周面に当接して、駆動軸を振動体の振動によって回転運動させて、レンズ保持枠を駆動軸の軸方向に沿って進退駆動するようにしたものがある。
【００１６】
ピエゾ素子（圧電素子）を用いた駆動源は、低速であるが、高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク（または保持力）を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有している。そして、ピエゾ素子を用いた駆動源として、例えば、長縁部及び短縁部と第一及び第二の面とを有する少なくとも一つの矩形の圧電板１０を備え、第一及び第二の面に電極を取り付けるとともに、縁部の第一の縁部に中心にセラミックスペーサを取り付けて、弾性力を第一の縁部と反対の第二の縁部の中心に付与して、セラミックスペーサを物体に押し付け、電極に交流又は非対称の単一極のパルス電圧の何れかを印加するようにしたものがある（特許文献６参照）。
【００１７】
また、ピエゾ素子を用いた駆動源として、第１及び第２長辺、第１及び第２短辺、長辺と短辺で囲まれた前面及び裏面、この前面に接続された複数の電極と裏面に接続された対向電極を有する第１圧電プレートを備えるとともに、第１及び第２長辺、第１及び第２短辺、長辺と短辺で囲まれた前面及び裏面、前面に接続された複数の電極と裏面に接続された対向電極を有する第２圧電プレートを備えて、第１スペーサを第１圧電プレートの第１短辺の近傍の一端で第１長辺に取り付け、物体の表面に係合させ、第２スペーサを第２圧電プレートの第１短辺の近傍の一端で第１長辺に取り付けて、物体の表面に係合させて、各スペーサを物体の表面に押圧し、複数の電極に励起電圧を印加するようにして、第１圧電プレートの第１短辺を第２圧電プレートの第１短辺にほぼ平行でかつ近接させるようにしたものがある（特許文献７参照）。
【００１８】
また、ピエゾ素子を用いた駆動源として、２つの長エッジ部、２つの短エッジ部、及び長エッジ部の１つに取り付けたスペーサを有する圧電プレートを備えて、軸心を中心として回動自在とした少なくとも１つのアームとを設け、アームが、軸心から離間してその両端に設けた第１と第２の端部、アームの第１端部に取り付けたリード／ライトヘッド、及び第２端部上に剛性の部材を有し、圧電プレートのスペーサを剛性部材に弾性的に付勢されて、圧電プレートを、軸心に対し可動とするようにしたものがある（特許文献８参照）。
【００１９】
同様に、ピエゾ素子を用いた駆動源として、圧電プレートの一面に複数の電極を設けるとともに、他面に対向電極を設けて、軸回りに旋回可能なアームの一端にヘッドを設けるとともに、アームの他端に剛体を設けて、圧電プレートを剛体に弾性的に付勢するようにしたものがある（特許文献９参照）。
【００２０】
さらに、ピエゾ素子を用いた駆動源として、ピエゾ素子が第１の電極グループと共通電極の間に電圧が印加されると第１の方向に運動を起こし、第２の電極グループと共通電極の間に電圧が印加されると第２の方向に運動を起こして、スイッチによって第１及び第２の電極グループを低電圧に接続して、第１又は第２の方向に選択的に運動を起こすようにしたものがある  （特許文献１０参照）。  
【００２１】
加えて、ピエゾ素子を用いた駆動源として、バイブレータが圧電性材料からなる複数の薄い層から形成された直方体の形状を有し、この層は第１及び第２の同一の比較的大きな四角い主面を備えて、主面が長い端面及び短い端面から規定され、層が積層されるとともに、主面を互いに接着されて、電極が層の面上に存在し、接触領域が層の１以上の端面に配置されて、接触領域に振動を励起するために電極に電圧を印加するようにしたものがある（特許文献１１参照）。  
【００２２】
【特許文献１】特開平７−６３９７０号公報
【特許文献２】特開平４−２１２９１３号公報
【特許文献３】特開平４−２１２９１０号公報
【特許文献４】特開平８−４７２７３号公報
【特許文献５】特開平７−１０４１６６号公報
【特許文献６】特開平７−１８４３８２号公報
【特許文献７】特許第２９８０５４１号公報
【特許文献８】特開平９−３７５７５号公報
【特許文献９】特開２０００−４０３１３公報
【特許文献１０】特表２００２−５２９０３７公報
【特許文献１１】特表２００３−５０１９８８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、携帯電話機などの携帯端末に用いられるカメラモジュールでは、常に小型化を要求されており、このような携帯端末に適用するには駆動機構を小型化しなければならず、従来のカメラモジュールでは、ピエゾ素子を用いたとしても、レンズ保持部材をスライダーで移動させるようにしているため、小型に構成することが難しく、しかもその構成が複雑になってしまうという課題がある。つまり、従来のカメラモジュールにおいては、駆動素子としてピエゾ素子を用いたか否かに拘わらず、カメラモジュール自体が大型化してしまうという課題がある。
【００２４】
上記事情に鑑み本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能及びズーム機能を組み込んでも小型で軽量に構成できるカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明におけるカメラモジュールは、駆動素子と、前記駆動素子により回転駆動される略円筒形状のローターと、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の被写体側に配置された第１のレンズ保持部と、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の結像側に配置された第２のレンズ保持部と、前記第２のレンズ保持部と係合するとともに前記ローターの回動により該第２のレンズ保持部を光軸に沿って移動可能に駆動する前記ローター内に設けられたカム部と、前記第１のレンズ保持部の被写体側に設けられた第１の被係止部と、前記第１のレンズ保持部の結像側に設けられた第２の被係止部と、前記ローターを回動自在に保持するケースと、前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部と選択的に係止可能な前記ケース内部に配置された係止部とからなる。
【００２６】
本発明では、さらに、第２のレンズ保持部に設けられた係止解除部を含み、前記第２のレンズ保持部の移動に伴い、前記係止解除部が前記第１のレンズ保持部の前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部の前記係止部への係止を選択的に解除する。
【００２７】
本発明では、前記第１のレンズ保持部に設けられた被係合部と、前記第２のレンズ保持部に設けられた前記第１のレンズ保持部の被係合部と係合可能な係合部とをさらに含み、前記第１のレンズ保持部の前記第１の被係止部が前記係止部に係止している際、前記第２のレンズ保持部の被被写体側への移動により、前記係止解除部が前記第１の被係止部と前記係止部との係止を解除するとともに、前記第２のレンズ保持部の係合部と前記第１のレンズ保持部の被係合部とが係合することにより前記第２のレンズ保持部と前記第１のレンズ保持部とが一体的に被写体側へ移動し、前記第１のレンズ保持部の第２の被係止部と前記係止部との係止が行われる。
【００２８】
本発明では、前記駆動素子は、略長方形状の板状外形を有し端部に作動部を有するピエゾ素子で構成され、前記略円筒形状のローターは該作動部により回転駆動される。
【００２９】
本発明では、前記略円筒形状のローターの外周面に形成された径方向に突出するフランジ部をさらに備え、前記ピエゾ素子は前記略円筒形状のローターに近接配置するとともに前記作動部を前記フランジ部の一面に当接された状態で光軸に沿って延在している。
【００３０】
本発明によれば、駆動素子と、前記駆動素子により回転駆動される略円筒形状のローターと、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の被写体側に配置された第１のレンズ保持部と、少なくとも一つ以上の光学レンズが保持され前記ローター内の結像側に配置された第２のレンズ保持部と、前記第２のレンズ保持部と係合するとともに前記ローターの回動により該第２のレンズ保持部を光軸に沿って移動可能に駆動する前記ローター内に設けられたカム部と、前記第１のレンズ保持部の被写体側に設けられた第１の被係止部と、前記第１のレンズ保持部の結像側に設けられた第２の被係止部と、前記ローターを回動自在に保持するケースと、前記第１の被係止部又は前記第２の被係止部と選択的に係止可能な前記ケース内部に配置された係止部とを含むカメラモジュールと、操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納すると共に厚さ寸法を略前記カメラモジュールの高さに制限した筐体と、を含むことを特徴する携帯端末が得られる。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように、本発明では、駆動素子によってローターを回転駆動して、ローターの回動によって第１のレンズ保持部を光軸に沿って駆動させて、この第１のレンズ保持部の移動に応じて第２のレンズ保持部を同一方向に移動し、第２のレンズ保持部の移動に応じて第１の被係合部又は第２の被係合部と選択的に係止部に係止するようにしたので、オートフォーカス（ＡＦ）機能及びズーム機能を組み込んだ際のカメラモジュールを小型で軽量に構成できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して実施形態の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１によるカメラモジュールの一例を一部省略した分解斜視図であり、図示のカメラモジュール１０はＣＣＤ（図示せず）を備え、このＣＣＤは配線基板（図示せず）上に搭載されている。そして、光学レンズ系を介してＣＣＤの受光面で受光した光がＣＣＤによって電気信号に変換される。図示のように、カメラモジュール１０は、カメラフレーム（ケース）の一部を構成する基台１１を有しており、この基台１１には略円筒形状のローター１２が回転自在に保持されている。そして、ローター１２の外周面には径方向に突出するリング状態のフランジ部１２ａが形成されている。図１には示されていないが、ローター１２の内周面にはスパイラル状のカム部が形成されており、ローター１２内には第１のレンズホルダ（レンズ保持部）１３が挿入される。
【００３４】
図１に示すように、第１のレンズホルダ１３には少なくとも一つの光学レンズ（図示せず）が保持されており、第１のレンズホルダ１３は円筒形状部１３ａを有しており、この円筒形状部１３ａの外周面にはスパイラル状のカム部１３ｂが形成され、円筒形状部１３ａはローター１２内に挿入されて、ローター１２のカム部とカム部１３ｂとが噛み合った状態となっている。円筒形状部１３ａの上端には所定の角度間隔をおいて複数の腕部１４が光軸に沿って延在しており、各腕部１４の上端には径方向内側に突出する爪部（係止部）１４ａが形成されている。
【００３５】
腕部１４で規定される空間には第２のレンズホルダ１５が配置され、ローター１２に対して光軸に沿って移動可能となっている。この第２のレンズホルダ１５には少なくとも一つの光学レンズが保持されている。第２のレンズホルダ１５は円筒形状部１５ａを有し、円筒形状部１５ａの外周面には、所定の角度間隔をおいて、軸方向に延在するガイド部１５ｂが形成されている。なお、ガイド部１５ｂの数は前述腕部の数と同一である。そして、各ガイド部１５ｂには段差部１５ｃが形成されている。
【００３６】
図示のように、ローター１２の外周面に近接して、駆動素子である第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７が配設されており、これら第１及び第２のピエゾ素子は略長方形の板状外形を有し、その先端（下端）にはそれぞれ作動部１６ａ及び１７ａが設けられている。第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７は光軸に沿って延び、作動部１６ａ及び１７ａはフランジ部１２ａの上面に圧接されている。なお、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７は１８０度の角度間隔をもって配設されている。
【００３７】
図１に示すカメラモジュール１０では、実線矢印で示す方向に、基台１１にローター１２を回転自在に保持し、ローター１２内に第１のレンズホルダ１３を配置する。そして、腕部１４で規定される空間に第２のレンズホルダ１５を配置する。この際、腕部１４の爪部１４ａはガイド部１５ｂに当接した状態となる。その後、上部ケース体１８を被せることになる。なお、これら基台１１、ローター１２、第１及び第２のレンズホルダ１３及び１５、上部ケース体１８は樹脂（例えば、弗素入りポリカーボネイト）で形成されている。
【００３８】
図２〜図４を参照して、図２は第１及び第２のレンズホルダ１３及び１５の一部をローター１２の一部及び上部ケース部１８とともに示す斜視図であり、図３及び図４はそれぞれ図２を別の角度から示す斜視図である。そして、図２〜図４において、図１と同一の構成要素について同一の参照番号を付す（なお、図２〜図４においては、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７は省略されている）。
【００３９】
図３及び図４に示すように、上部ケース体１８の内周面側には、光軸に沿って延在して複数の腕部２１が形成されており、この腕部２１は等角度間隔で設けられ、その先端（上端）には楔状の爪部（係合手段：係合片）２１ａが形成されている。また、円筒形状部１５ａの外周面には、その円周に沿って第１及び第２の楔状の溝部（リング状の溝部：被係合部）２２及び２３が形成されており、これら第１及び第２の溝部２２及び２３は光軸に沿って、予め規定された間隔をおいて形成され、第１の溝部２２は第２の溝部２３よりも下側に位置付けられている。
【００４０】
前述の第１のピエゾ素子１６は、例えば、図５に示すように、略長方形状に成形されており、長手方向と短手方向で形成される第１面１６１、その反対側となる第２面１６２に電極（図示せず）を設けるとともに、短手方向の第３面１６３に相対的に移動させる物体に係合させるスペーサ（作動部）１６ａを設けて、第１面１６１と第２面１６２に設けた電極にサイン波形状の電圧を印加することによって作動部１６ａに往復運動を生成し、それによって、作動部１６ａが係合した物体に対する相対的な移動を実現するものである。このように、第１のピエゾ素子１６は、摩擦駆動型であるため、低速ではあるが高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク（または保持力）を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有する（なお、第２のピエゾ素子１７も第１のピエゾ素子１６と同様に構成されている）。
【００４１】
ところで、図示はしないが、カメラフレームの側面には、光軸に沿って所定の間隔をおいて、光軸に沿って直交する方向に延びる一対の屈曲性を有する腕部（連結部材）が形成されており、これら連結部材の先端には第１のピエゾ素子支持部が形成されている。つまり、カメラフレームと第１のピエゾ素子支持部とは連結部材によって連結されており、連結部材によって第１のピエゾ素子支持部が光軸に沿って上下動することを許容されている。第１のピエゾ素子支持部内には第１のピエゾ素子１６が保持され、この第１のピエゾ素子支持部によって第１のピエゾ素子１６はフランジ部１２ａ（図１参照）に当接する方向にガイドされ、さらに、連結部材によって第１のピエゾ素子１６の作動部１６ａがフランジ部１２ａ側に付勢されている。そして、第１のピエゾ素子支持部はコイルバネによって下方に付勢され、作動部２６ａはフランジ部１２ａの上面に押圧される。なお、同様にして、第２のピエゾ素子１７は第２のピエゾ素子支持部内に保持されている。
【００４２】
図６を参照すると、図６は、第１のピエゾ素子１６の動作原理を説明するための図であり、前述のように、第１のピエゾ素子１６は第１のピエゾ素子支持部でその側面が保持され、第１のピエゾ素子支持部は下方に付勢されて、第１のピエゾ素子１６の作動部１６ａがフランジ部１２ａの一面に押圧されている（図６（ａ）及び（ｂ）参照）。この結果、第１のピエゾ素子１６を励振すると、図６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、第１のピエゾ素子１６は屈曲運動を行い、この屈曲運動によってフランジ部１２ａと作動部１６ａとの間に生じる摩擦力によってローター１２が回転する。なお、第１のピエゾ素子１６が光軸と交差する方向に屈曲するため、第１のピエゾ素子１６はその側面において２箇所で保持することが望ましい。
【００４３】
いま、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７を励振させると、作動部１６ａ及び１７ａに高次の曲げ振動が生じて進行波が生じる。そして、作動部１６ａ及び１７ａが圧接されたローター１２のフランジ部１２ａと作動部１６ａ及び１７ａとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力によってローター１２が回転駆動する（例えば、特許第２９８０５４１号公報又は特表２００２−５２９０３７公報参照）。
【００４４】
前述したように、ローター１２の内周面にはカム部１２ｂが形成されているから、第１及び第２のピエゾ素子１６ａ及び１７ａによってローター１２が回転すると、これによって、第１のレンズホルダ１３が光軸に沿って移動する。いま、ローター１２の回転によって第１のレンズホルダ１３が、図２において上方（被写体側）に移動したとする（なお、円筒形状部１３ａの上端と円筒形状部１５ａの下端とは間隔をおいて配置されているものとする）。
【００４５】
第１のレンズホルダ１３の上昇に応じて、円筒形状部１３ａの上端が円筒形状部１５ａの下端に当接して、これによって、第２のレンズホルダ１５が第１のレンズホルダ１３によって押し上げられる。この際、腕部１４の爪部１４ａはガイド部１５ｂの段差部１５ｃから離され、上方に移動することになる。そして、第１及び第２のレンズホルダ１３及び１５が当接した状態で光軸方向上方に移動する。
【００４６】
図２及び図３に示すように、第２のレンズホルダ１５、つまり、円筒形状部１５ａの上昇につれて、腕部２１の爪部２１ａが第２の溝部２３から外れて、腕部２１の爪部２１ａは円筒形状部１５ａに対する相対的位置が下がる。そして、円筒形状部１５ａの外周面に沿って相対的に光軸方向の位置が変化する爪部２１ａが第１の溝部２２に嵌り込むと、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７の励振が停止されて、ローター１２の回転が停止する。これによって、第１のレンズホルダ１３の上昇が停止し、第２のレンズホルダ１５が爪部２１ａによってその位置にロックされる。つまり、ズーム（Ｔｅｌｅ）状態に固定される（第１の位置）。
【００４７】
ローター１２の回転方向は、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７に印加する電圧の向きを変更することによって変更される。ローター１２の回転方向を逆転させて、図２において第１のレンズホルダ１３を降下（被写体側と反対側の方向）させると、円筒形状部１３ａの上端が円筒形状部１５ａの下端から離れて、第１のレンズホルダ１３のみが降下することになる。そして、腕部１４の爪部１４ａがガイド部１５ｂの段差部１５ｃに当接すると、第１のレンズホルダ１３の降下に応じて第２のレンズホルダ１５も降下することになる。つまり、第１のレンズホルダ１３と第２のレンズホルダ１５とは所定の間隔をあけて、第１のレンズホルダ１３の降下に応じて降下することになる。
【００４８】
そして、第２のレンズホルダ１５、つまり、円筒形状部１５ａの下降につれて、腕部２１の爪部２１ａが第１の溝部２２から外れて、腕部２１の爪部２１ａは円筒形状部１５ａに対する相対的位置が上昇する。そして、円筒形状部１５ａの外周面に沿って相対的に光軸方向の位置が変化する爪部２１ａが第２の溝部２３に嵌り込むと、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７の励振が停止されて、ローター１２の回転が停止する。これによって、第１のレンズホルダ１３の上昇が停止し、第２のレンズホルダ１５が爪部２１ａによってその位置にロックされる。つまり、広角（Ｗｉｄｅ）状態に固定される（第２の位置）。
【００４９】
なお、図３は第２のレンズホルダ１５をＴｅｌｅ状態に固定した後、第１のレンズホルダ１３の下降を開始した直後の状態を示しており、図４は第２のレンズホルダ１５をＷｉｄｅ状態に固定した後、第１のレンズホルダ１３を上昇させて第１のレンズホルダ１３が第２のレンズホルダ１５に当接した直後の状態を示している。
【００５０】
実施例１で示すカメラモジュール１０では、第１のレンズホルダ１３と第２のレンズホルダ１５は、広角（ワイド）側とした際には、図７（ａ）に示すように、第２のレンズホルダ１５よりも被写体側に固定的に配置された第３のレンズホルダ１５１から離れ、望遠（テレ）側とした際には、図７（ｂ）に示すように第３のレンズホルダ１５１に近寄る。そして、この図７（ａ）、図７（ｂ）に示すレンズホルダ位置に対応させて、各レンズ群の位置と合焦のための移動範囲を図７（ｃ）に示すように、第１のレンズホルダ１３は、合焦のために、例えば、図７（ａ）の広角（ワイド）側の場合には図７（ｃ）に符号Ａで示した範囲を、図７（ｂ）の望遠（テレ）側の場合には図７（ｃ）に符号Ｂで示した範囲を移動可能としてある（なお、符号１１ａは撮像素子（ＣＣＤ）である）。
【００５１】
つまり、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第３のレンズホルダ１５１（図８には示さず）は固定的に配置されており、第２のレンズホルダ１５が第３のレンズホルダ１５１側に移動すると、望遠状態となり、第２のレンズホルダ１５の移動に追従して、第１のレンズホルダ１３も第３のレンズホルダ１５１側に移動する（図８（ａ）参照：この際、ＡＦ時においては、望遠で規定されるスキャン範囲で移動することになる）。一方、第２のレンズホルダ１５を第１のレンズホルダ１３側へ戻すと、広角状態となって、第２のレンズホルダ１５の移動に追従して、第１のレンズホルダ１３も移動する（図８（ｂ）参照：  この際、ＡＦ時においては、広角で規定されるスキャン範囲で移動することになる）。
【００５２】
このようにして、ローター１２を回転させると、ローター１２の回転に応じて第１のレンズホルダ１３が光軸に沿って移動し、第１のレンズホルダ１３の移動に連動して第２のレンズホルダ１５を移動させるようにして、第１のレンズホルダ１３を上昇させる際には、第１のレンズホルダ１３が第２のレンズホルダ１５に当接した状態となり、第１のレンズホルダ１３を下降させる際には、第１のレンズホルダ１３と第２のレンズホルダ１５とが所定の間隔を持って第２のレンズホルダ１５が下降するようにしたから、第１のレンズホルダ１３を移動させるだけで、ズーム（Ｔｅｌｅ）と広角（Ｗｉｄｅ）とを簡単に切り替えることができる。さらに、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７を用いて、ローター１２を回転させるようにしたから、レンズ駆動機構の構成を極めて簡単にできるという効果がある。
【００５３】
なお、上述の例では、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７を用いて、ローター１２を回転駆動するようにしたが、ピエゾ素子は少なくとも一つあればよく、一つのピエゾ素子を用いて前述のようにして、ローター１２を回転させるようにしてもよい。さらに、上述の例では、駆動素子としてピエゾ素子を用いたが、駆動素子として、電磁モータ、超音波モータ、又は圧電素子を用いるようにしてもよいが、ピエゾ素子を用いれば、さらなる小型化及び省電力化を図ることができる。
【００５４】
上述したカメラモジュールは、例えば、携帯端末に組み込まれる。図９は、携帯端末の一例である携帯電話機５０を操作部（操作部材）５１及びディスプレイ（表示部材）５２が見える状態（開状態）で示す平面図であり、図示の携帯電話機５０は操作部５１が搭載された第１のケース部５３とディスプレイ５２が搭載された第２のケース部５４とがヒンジ機構５５によって連結され、第１及び第２のケース部５３及び５４はヒンジ機構５５の回りに回動可能となっている。なお、第１及び第２のケース部５３及び５４はケース体を構成する。
【００５５】
第２のケース５４には図中破線二重丸で示すように、前述したカメラモジュール５６が組み込まれており、操作部５１の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール５６によって撮像が行われて、カメラモジュール５６によって撮像された画像は、例えば、ディスプレイ５２上に表示される。なお、カメラモジュール５６は図１に示す上側が第２のケース部５４の外側に向けられている。また、図示はしないが、第１のケース部５３にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、第２のケース部５４の厚さ寸法は略カメラモジュール５６の高さに規制されている。
【００５６】
このようにして、第１及び第２のピエゾ素子１６及び１７を用いてローター１２を回転して、ローター１２の回転によって第１のレンズホルダ１３を光軸に沿って移動させるとともに、第１のレンズホルダ１３の移動に連動しつつ、第１のレンズホルダ１３によって第２のレンズホルダ１５を第１のレンズホルダ１３と同一方向に移動するようにしたので、第１及び第２のレンズホルダ１３及び１５、つまり、光学レンズ系を駆動する際のレンズ移動機構の構造が極めて簡単となり、オートフォーカス（ＡＦ）機能及びズーム機能を組み込んでも、カメラモジュールを小型・軽量化できるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
駆動素子によってローターを回転駆動して、ローターの回動によって第１のレンズ保持部を光軸に沿って駆動させて、この第１のレンズ保持部の移動に応じて第２のレンズ保持部を同一方向に移動し、係合手段が第２のレンズ保持部の移動に応じて第１の被係合部又は第２の被係合部と選択的に係合して、第２のレンズ保持部をそれぞれ第１の位置又は第２の位置に保持するようにしたから、オートフォーカス（ＡＦ）機能及びズーム機能を組み込んでも、部品点数が少なくなり、カメラモジュールを小型・軽量化できる結果、携帯端末等に搭載されるカメラモジュールに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１によるカメラモジュールの一例を一部省略した状態で示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１によるカメラモジュールにおいて第１及び第２のレンズ保持部の一部をローターの一部及び上部ケース部とともに示す斜視図である。
【図３】Ｔｅｌｅ状態となって第１のレンズ保持部を降下させた直後の状態を別の角度から示す斜視図である。
【図４】Ｗｉｄｅ状態となって第１のレンズ保持部を上昇させて第２のレンズ保持部と当接させた直後の状態を別の角度から示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例１で用いられるピエゾ素子の形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例１で用いられるピエゾ素子の動作を説明するための図であり、（ａ）及び（ｂ）はピエゾ素子の支持を示す図、（ｃ）及び（ｄ）はピエゾ素子の屈曲運動を示す図である。
【図７】本発明の実施例１によるカメラモジュールにおける光学系を構成するレンズ群の移動を説明するための図であり、（ａ）はレンズ群が広角（ワイド）側にある状態を示す図、（ｂ）はレンズ群が望遠（テレ）側にある状態を示す図、（ｃ）は望遠側と広角側における合焦用レンズの移動範囲を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例１によるカメラモジュールにおける光学系を構成するレンズ群の移動を説明するための図であり、（ａ）は望遠状態を示す図、（ｂ）は広角状態を示す図である。
【図９】本発明によるカメラモジュールが組み込まれた携帯電話機の一例を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  カメラモジュール
１１  基台
１２  ローター
１３，１５  レンズホルダ
１４，２１  腕部
１４ａ，２１ａ  爪部
１５ｂ  ガイド部
１５ｃ  段差部
１６，１７  ピエゾ素子
１８  上部ケース部
２２，２３  溝部
【図１】
2006098587.tif 000003
【図２】
2006098587.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006098587.tif 000006
【図５】
2006098587.tif 000007
【図６】
2006098587.tif 000008
【図７】
2006098587.tif 000009
【図８】
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【図９】
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