(57)【要約】【課題】圧電アクチュエータの動作特性を改善する。【解決手段】レンズモジュールは、内部にレンズを保持し、圧電素子から得られる動力で前記レンズを光軸方向に移動させるレンズユニットと、レンズユニットを収納する筐体と、一端が前記圧電素子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備える。リード線は撚り線であり、その撚り線の素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍであり、撚り線の素材本数は3本から5本である。また、リード線の材質は銅である。【選択図】図４
2011158824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にレンズを保持し、圧電素子から得られる動力で前記レンズを光軸方向に移動させるレンズユニットと、
前記レンズユニットを収納する筐体と、
一端が前記圧電素子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記リード線は撚り線であり、
その撚り線の素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍである
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項２】
請求項1に記載のレンズモジュールにおいて、
前記リード線は撚り線であり、
撚り線の素材本数は3本から5本である
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項３】
請求項1または請求項2に記載のレンズモジュールにおいて、
前記リード線の材質は銅である
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項４】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のレンズモジュールにおいて、
前記リード線の絶縁材はポリウレタンである
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項５】
請求項1から請求項4のいずれかに記載のレンズモジュールにおいて、
さらに、筐体の内部と外部とで電気的接続をとるための金属端子を備え、
前記金属端子は、筐体の内部に露出する内側端子部と、筐体の外部に露出する外側端子部と、を有し、
前記リード線は、前記筐体の内部において、前記圧電素子と前記内側端子部とに接続されている
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項６】
請求項1から請求項5のいずれかに記載のレンズモジュールにおいて、
前記レンズユニットは、
駆動電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、
レンズを保持するレンズ保持体と、
前記レンズ保持体と連結された駆動軸と、
前記駆動軸を軸方向に摺動可能に保持する軸保持部と、を備え、
前記圧電素子は、前記駆動軸の一端に固着されており、
圧電素子は、駆動軸およびレンズホルダとともに軸保持部に対して一体的に移動する
ことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項７】
請求項１から請求項6のいずれかに記載のレンズモジュールと、
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えたカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズモジュール、カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ等の撮像装置は多種多様な製品に組み込まれている。
携帯電話、ノートパソコン等といった小型な電子機器にカメラを実装する場合、カメラ自体の小型化も強く要求される。
カメラ内にはオートフォーカスレンズが組み込まれる場合がある。
この場合、レンズを変位させるアクチュエータの小型化が強く望まれている。
小型なアクチュエータとしては、圧電素子を駆動することで移動対象物を変位させるものが知られている（例えば特許文献1参照）。
【０００３】
ピエゾ素子を振動源として採用するアクチュエータでは、ピエゾ素子に対して駆動電圧を供給するための配線が必要になる。
通常、アクチュエータの組み立て時、実装基板とピエゾ素子とをリード線を介して接続する。
この場合、ピエゾ素子の端面に対してリード線の一端を半田付けし、アクチュエータの筐体内でリード線を適切に配線し、その後、実装基板上の配線端子に対してリード線の他端を半田付けする。
若しくは、この逆の手順で実装基板とピエゾ素子とを接続する。
リード線としては銅線が用いられ、具体的には、単線のウレタン銅線が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-178490号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、圧電素子のより一層の小型化や、駆動電圧の低電圧化が求められ、さらに、動作制御の高精度化が求められている。
このような状況のもと、リード線は圧電素子に直接接続されるものであるため、リード線が圧電アクチュエータの動作特性に大きく影響することが問題として認識されるようになってきた。
例えば、リード線が硬すぎる場合、リード線からの負荷圧が圧電素子の伸縮動作に影響したり、移動対象物の動きを阻害してしまうという問題が生じ得る。
ここで、単純には、リード線から圧電素子にかかる負荷圧を小さくするには、リード線を極めて細くしたりすることが考えられる。
しかし、単純にリード線を細くし過ぎると、半田付けの際にリード線が溶解してしまうという問題が生じてくる。
また、極めて細いリード線はその取り扱いに手間がかかる。
すると、半田付け作業のときに作業者に過度の負担を掛けることになるとともに、作業に時間が長くなり、組み立て効率が悪くなるという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレンズモジュールは、
内部にレンズを保持し、圧電素子から得られる動力で前記レンズを光軸方向に移動させるレンズユニットと、
前記レンズユニットを収納する筐体と、
一端が前記圧電素子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記リード線は撚り線であり、
その撚り線の素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍである
ことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、
前記リード線は撚り線であり、
撚り線の素材本数は3本から5本である
ことが好ましい。
【０００８】
本発明では、
前記リード線の材質は銅である
ことが好ましい。
【０００９】
本発明では、
前記リード線の絶縁材はポリウレタンである
ことが好ましい。
【００１０】
本発明では、
さらに、筐体の内部と外部とで電気的接続をとるための金属端子を備え、
前記金属端子は、筐体の内部に露出する内側端子部と、筐体の外部に露出する外側端子部と、を有し、
前記リード線は、前記筐体の内部において、前記圧電素子と前記内側端子部とに接続されている
ことが好ましい。
【００１１】
本発明では、
前記レンズユニットは、
駆動電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子と、
レンズを保持するレンズ保持体と、
前記レンズ保持体と連結された駆動軸と、
前記駆動軸を軸方向に摺動可能に保持する軸保持部と、を備え、
前記圧電素子は、前記駆動軸の一端に固着されており、
圧電素子は、駆動軸およびレンズホルダとともに軸保持部に対して一体的に移動する
ことが好ましい。
【００１２】
本発明のカメラモジュールは、前記レンズモジュールと、
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えるものである。
【００１３】
さらに、本発明では、
前記金属端子は、前記筐体と別体であって、
前記金属端子を前記筐体に差し込んだときに、前記内側端子部の先端が筐体の側壁よりも高く上に出るように設計されている
ことが好ましい。
【００１４】
また、本発明では、
前記レンズユニットを筐体にセットした状態において、筐体の開口面と前記圧電素子との間には部品がない
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第1実施形態にかかるカメラモジュールの斜視図。
【図２】カメラモジュールの分解図。
【図３】筐体に収納されたレンズユニットの断面図。
【図４】筐体の内部を示す図。
【図５】筐体と金属端子とを分解した状態を示す図。
【図６】図5中の矢印VIで示す方向から見た斜視図。
【図７】図6中のVII-VIIで切った筐体の部分断面図。
【図８】コーナーの部分拡大図。
【図９】金属端子を筐体に挿入した状態を示す図。
【図１０】図9中の矢印Xから見た図。
【図１１】筐体を裏から見た図。
【図１２】筐体の上部空間にレンズユニットをセットした状態を示す図。
【図１３】内側端子部を折り曲げた状態を示す図。
【図１４】内側端子部を折り曲げた状態を上方から見た図。
【図１５】図14中のC-C線断面図。
【図１６】連結部と外側端子部とを切り離した状態を示す図。
【図１７】レンズモジュールの完成図を示す図。
【図１８】金属端子と圧電素子とを接続するリード線のフォーミングスタイルの例を示す図。
【図１９】金属端子と圧電素子とを接続するリード線のフォーミングスタイルの例を示す図。
【図２０】金属端子と圧電素子とを接続するリード線のフォーミングスタイルの例を示す図。
【図２１】リード線を5本撚り線として駆動装置の動作確認を行った結果を示す図。
【図２２】リード線を7本撚り線として駆動装置の動作確認を行った結果を示す図。
【図２３】圧電素子が筐体等の固定側部材に固定されている場合の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。
図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。
図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。
同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００１７】
（第１実施形態）
図1は、第1実施形態にかかるカメラモジュール100の斜視図である。
図2は、カメラモジュール100の分解図である。
【００１８】
カメラモジュール（画像取得装置）100は、配線基板10と、配線基板の一端に形成されたコネクタ11と、筐体（外囲器）200と、筐体の上部空間に収納されるレンズユニット30と、筐体200の下部空間に収納される透明基板（平板部材）13およびイメージセンサ12と、筐体200の内部と外部とで電気的接続をとるための金属端子300と、筐体200の上方の開口に嵌る蓋50と、を有する。
【００１９】
配線基板10の一端にはコネクタ11が配置されている。配線基板10の他端には、イメージセンサ12および透明基板13が配置されている。
イメージセンサ12上には、透明基板13、筐体20、レンズユニット30、および、蓋50が、この順で配置される。
【００２０】
コネクタ11は、カメラモジュール150を本体機器（例えば、携帯電話、ノートパソコン）に電気的および機械的に固定するための接続部分を形成する。
【００２１】
イメージセンサ12は、CCD（Charge Coupled Device）センサ、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった一般的な固体イメージセンサである。透明基板１３の背面に、イメージセンサ12がバンプ接続している。
【００２２】
筐体200は、透明基板13上に配置される。筐体200は、透明基板13を下部空間で収納し、レンズユニット30を上部空間で収納する。筐体200の内側には、下部空間と上部空間とを隔てる隔壁部29が設けられている。
筐体200の採用により、カメラ機能のモジュール化を図ることができる。
筐体200の内部に外来光が侵入することを抑制するために、筐体200の下端面は、黒色の接着剤を介して配線基板10に固定されている。筐体200は、例えば、黒色の樹脂がモールド成形されて製造される。
【００２３】
蓋50は、筐体200に対して取り付けられる。これによって、筐体200の上部空間に配置されたレンズユニット30を筐体200内に閉じ込めることができる。
【００２４】
次にレンズユニット30について説明する。
レンズユニット30は、レンズホルダ31の内部にレンズL1-L4を保持し、圧電素子42の動力でレンズL1-L4を変位させる。これにより、イメージセンサ12に光を結像させるオートフォーカス機能を実現する。
【００２５】
図3は、筐体20に収納されたレンズユニット30の断面図である。
レンズユニット30は、レンズホルダ（保持体）31と、圧電素子（圧電素子）42と、伝達軸（駆動軸）44と、軸保持部45と、を有する。
レンズホルダ31は、レンズL1〜L4を収納している。圧電素子42は、セラミックス層（圧電層）が積層された一般的な圧電素子である。
圧電素子42の側面は、一対の電極端子として機能する。例えば、一方の電極端子を接地させた状態で、他方の電極端子に駆動電圧を印加することによって圧電素子42は積層方向に伸縮する。
なお、圧電素子42に対するリード線72の接続態様については後述する。
【００２６】
伝達軸44は、圧電素子42の下面に固定されている。そして、伝達軸44は、レンズホルダ31に対して固定されている。一方、伝達軸44は、摺動可能な状態で軸保持部45に保持されている。
ここで、レンズホルダ31、圧電素子42および伝達軸44は、相対的な位置関係が固定されており、軸保持部45に対して相対的に移動可能となっている。
【００２７】
伝達軸44は、圧電素子42で生じた振動を軸保持部45に伝達する。軸保持部45は、摺動可能な状態で伝達軸44を保持し、かつ筐体20に対して固定されている。
【００２８】
この構成において、圧電素子42に所定の駆動電圧を印加すると、圧電素子42に伸縮変形が生じる。
圧電素子に印加する駆動電圧を調整し、圧電素子が急激に変形する期間と圧電素子が緩慢に変形する期間とを組み合わせる。
圧電素子42が急激に変形するときには、力（F）＝M（質量）×A（加速度）の関係から生じる力が大きく、伝達軸44と軸保持部45との摩擦力よりも大きな力が伝達軸44に加わる。
これにより、伝達軸44とともにレンズホルダ31が変位する。
【００２９】
また、圧電素子42が緩慢に変形するときには、伝達軸44と軸保持部45との摩擦力によって、レンズホルダ31はその場にとどまる。
そして、軸保持部45は筐体20に対して固定されているので、圧電素子42、伝達軸44およびレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部45に対して変位することとなる。
レンズホルダ31とともにレンズL1-L4が変位するので、被写体像をイメージセンサ12の撮像面に意図したように結像させることができる。
【００３０】
上記の説明で明らかなように、圧電素子42を駆動源として採用するアクチュエータでは、圧電素子42に対して駆動電圧を供給するための配線が必要である。
【００３１】
次に、筐体20内に収納されたレンズユニット30と配線基板上の接続端子14とを電気的に接続する構成について説明する。
図4は、蓋50を外して筐体200内を示す図である。
筐体200は、全体に直方体形状であって、上面および下面が開口しており、側方の4面を4つの側壁210によって環囲されている。
さらに、筐体200は、側壁210によって環囲された収納空間を上部空間と下部空間とに隔てる隔壁部290（図5参照）を有する。
【００３２】
筐体200の上部空間にレンズユニット30が収納される。
図3において、レンズユニット30が筐体200に収納された状態で、圧電素子42は、筐体200の4つのコーナーのうちの一のコーナー204に近位して配置されている。
また、圧電素子42は、筐体200の上方開口の側に位置しており、言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がなく、開口からよく見えるようになっている。
【００３３】
圧電素子42が位置するコーナー204からみて隣あっているコーナー203に二個一対の金属端子300が並列に設けられている。
一対の金属端子300は、例えば、一方が駆動電圧印加用であり、他方が接地用である。
各金属端子300は、筐体内に露出している内側端子部310と、筐体200の外部に露出している外側端子部320と、を有する。金属端子300は、筐体200の隔壁部290および側壁210を通って挿通されているものであり、内側端子部310と外側端子部320とは一体的につながっている。
【００３４】
内側端子部310は、コーナー203の内側において上方の開口面の側に位置し、コーナー203から圧電素子42が位置するコーナー204に向けてわずかに伸びる長さを有する。そして、圧電素子42の二つの電極面と二本の内側端子部310とがそれぞれリード線72で接続されている。
リード線72と圧電素子42との接続、および、内側端子部310とリード線72との接続は半田付けで行われている。
【００３５】
外側端子部320は、筐体200の下端において側方に向けて延出するように露出している。外側端子部320の位置は、内側端子部310の位置からみてその直下である。
【００３６】
このような構成において、圧電素子42が内側端子部310とリード線72で接続され、さらに、内側端子部310と外側端子部320とは一体的につながっているので、圧電素子42と外側端子部320とが電気的に導通した状態となる。
この状態で、筐体200を配線基板上に載置すると、外側端子部320と配線基板10の接続端子14とが接触し、電気的に接続されることとなる。
これにより、圧電素子は、コネクタ11を介して図示しない駆動回路に接続される。
【００３７】
この構成において、リード線72は、筐体200の内部において圧電素子42と内側端子部310との接続するのみであり、筐体200の外部に引き出されない。したがって、リード線72の長さが短く、作業性がよくなる。
また、筐体200を配線基板10の上に載置することで外部端子部320と接続端子14とが接続されるので、リード線72を筐体200から引き出して配線基板10に接続することに比べて、作業が簡単である。
【００３８】
次に、筐体200および金属端子300の構成、さらに、金属端子300を筐体200に取り付ける工程について順を追って説明する。
本実施形態においては、金属端子300と筐体200とは別体であって、金属端子300を筐体200に嵌め込むようになっている点に特徴を有する。
まず、筐体200の構成について説明する。
図5は、筐体200と金属端子300とを分解した状態を示す図である。
図6は、図5中の矢印VIで示す方向から見た斜視図である。
図5および図6において、図4の向きと対応がとれるように、コーナー203とコーナー204に符号を付している。
筐体200は、前述のように、内側と外側とを区画する4つの側壁210を有する。ここで、コーナー203を構成する一の側壁210Aには、金属端子300を取り付けるための構成が設けられている。
金属端子300を取り付けるための構成について説明する。
【００３９】
図6に示されるように、側壁210Aは、筐体200の内側を構成する側の面である内側面において、一つの段差を有する。すなわち、筐体200の上方開口を構成する外側端面231に対し、側壁210Aの厚みの約半分が一段下がって内側端面221となっている。
ここで、内側端面221に対応する厚みを有し、筐体200の内側面を構成する部分を内殻部220とする。
また、外側端面231に対応する厚みを有し、筐体200の外側面を構成する部分を外殻部230とする。
なお、筐体200は、樹脂で一体成型されているのであり、外殻部230と内殻部220とが別体となっているわけではない。
【００４０】
図7は、図6中のVII-VIIで切った筐体200の部分断面図である。
また、図8に、コーナー203の部分拡大図を示す。
図7に示されるように、側壁210と隔壁部290との間に挿通孔241が設けられている。
この挿通孔241により、下部空間から上部空間に連通するようになっている。
図7の断面図に示されるように、挿通孔241は、外殻部230と隔壁部290との間に設けられ、さらに、外殻部230と内殻部220との間には挿通孔241に連通する間隙部243が設けられている。
【００４１】
間隙部243は、外殻部230と内殻部220との間において、下方にある挿通孔241から外殻部230に沿って上方に延びている。
挿通孔241から間隙部243を出て筐体200の内部に至る通路は直線的である。
【００４２】
ここで、図11の裏面から見た図を参照してわかるように、挿通孔241は一つの孔で二本の金属端子300を挿入可能な幅を有する。一方、間隙部243は、図8に示されるように、二本設けられている。すなわち、一の挿通孔241は、隔壁部290を通過した後、外殻部230と内殻部220との間の二本の間隙部243によって二つの通路に分かれるようになっている。
【００４３】
内殻部220には、間隙部243に沿って直線状のスリット244が設けられている。なお、図7はスリット244に沿って断面した図であるので、図7中には、スリット244を挟む内殻部220の端面が示されている。
また、間隙部243に対応する位置において、内殻部220の上端面221が切りかかれたように一段下がっており、段差面222が設けられている。
【００４４】
ここで、挿通孔241と間隙部243とを合わせて連通路240と称する。
【００４５】
また、図7に示すように、隔壁部290の裏面側において、挿通孔241を拡径するように凹部245が形成されている。
この凹部245は、接着剤を流し込む接着剤溜まりである。
図11の裏面側からの図に示されるように、凹部245は、挿通孔241に対応した幅で隔壁部290を所定深さに切削したような形状である。
【００４６】
さらに、挿通孔241に対応して、側壁210の下端が切りかかれたようにわずかに凹んだ凹部232が設けられている。この凹部232には外側端子部320が嵌る。凹部232の深さは実質的に金属端子300の厚みと同じである。
【００４７】
次に、金属端子300について説明する。
金属端子300は、図5に示すように、一対の端子が連結部330によって連結された構成である。
そして、各端子は、内側端子部310と、内側端子部310から直角に折れ曲がった外側端子部320と、を有し、二つの外側端子部320がU字状の連結部330によって連結されている。
【００４８】
内側端子部310の先端部311には、リード線72を引っ掛けるための孔312が穿設されている。
外側端子部320と連結部330との境界には切れ込み340が設けられており、手で折ると、外側端子部320と連結部330とが切断可能になっている。
【００４９】
なお、一対の端子（内側端子部310および外側端子部320）のうち一方は駆動電圧の印加用とし、他方は接地用とすることが例としてあげられる。
【００５０】
次に、組み立て手順を順に追って説明する。
図9は、金属端子300を筐体200に挿入した図である。すなわち、筐体200の裏面から内側端子310の先端部を挿通孔241に挿入し、間隙部243を通して先端部311を筐体200の上部空間側に出す。
図10は、図9中の矢印Xから見た図であり、間隙部243を通って内側端子部310が上部空間に出ていることが分かる。
このとき、先端部311は、側壁210Aよりも高く外側に出ている。
【００５１】
図11は、筐体200を裏から見た図である。
金属端子300をしっかりと挿通孔241に押し込みつつ、接着剤溜まり242に接着剤を注入する。すると、外側端子部320が凹部232に嵌り、この状態で金属端子300が筐体200に取り付けられる。
【００５２】
次に、図12に示すように、筐体200の上部空間にレンズユニット30をセットする。
レンズユニット30の圧電素子42がコーナー204にくるようにレンズユニット30と筐体200との向きを合わせて、レンズユニット30を筐体200内に収納する。さらに、軸保持部45を筐体200の側壁210に取り付け固定する。この状態で、軸保持部45が筐体200と一体化して固定側部材となり、レンズホルダ31、伝達軸44および圧電素子42は、固定側部材（軸保持部45、筐体200）に対して上下方向に摺動可能な移動体となる。
【００５３】
次に、リード線72の一端を半田によって圧電素子42に接続する。
このとき、レンズユニット30の構成として圧電素子42が上方に位置する。言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がない。したがって、筐体200の開口から指を入れて圧電素子42とリード線72との接続作業がやりやすいという利点がある。
【００５４】
また、リード線72の他端を内側端子部310の孔312に引っ掛けつつリード線72と内側端子部310とを半田付けする。
この半田付けが完了したところで、図13に示すように内側端子部310を折り曲げる。
このとき、間隙部243に対応する位置において内殻部220には段差面222が設けられているので、内側端子部310はこの段差面222で簡単に折り曲げられる。
図14は、内側端子部310を折り曲げた状態を上方から見た図である。
なお、図14においては、レンズユニット30は一部省略している。
また、図15は、図14中のC-C線断面図である。
内側端子部310が段差面222で折り曲げられていることがわかる。
【００５５】
次に、連結部330をつまんで少し力を加えると、図16に示すように、連結部330と外側端子部320とが切り離される。
最後に、図17に示すように蓋50をかぶせるとレンズモジュール400が完成する。
【００５６】
このレンズモジュール400を配線基板10に組み付けるにあたっては、図1に示すように、レンズモジュール400を配線基板10の所定位置に載置すればよい。
すると、外側端子部320が配線基板10の配線端子14に当接し、電気的接続が図られる。
このとき、筐体200の裏面にダボ205が設けられ、対応する孔15が配線基板10に設けられているので、位置合わせが容易である（図2参照）。
【００５７】
次に、使用するリード線72について説明する。
リード線72としては、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線を使用することが好ましい。
このとき、素材の線径としてはφ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍとすることが好ましい。
また、撚り線の素材本数は3本から5本にすることが好ましい。  特に好ましいのは、素材線径φ0.03ｍｍであって5本撚りとすることである。
【００５８】
素材の材質は銅線とする。絶縁材はポリウレタンとする。
ここで、金線を用いればもちろん良いが、コストが高すぎるので現実的ではない。
以下に説明するように、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線とすることで、コストが安価な銅線を用いても十分な性能を得ることができる。
【００５９】
【表１】
2011158824.tif 000003
【００６０】
表1は、リード線の形状を変えながら駆動特性の実験をした結果である。
従来は、銅の単線で線径をφ0.08ｍｍ程度にすることが一般的であった。
しかし、表1の（１）に示すように、これでは負荷圧が0.04g程度になってしまい、小型の圧電アクチュエータにとってリード線からの負荷が動作を阻害する要因となってしまっていた。
特に、本実施形態のように、圧電素子が駆動軸44およびレンズホルダ31とともに一体的に移動する構成の場合、圧電素子42に接続されたリード線72も一緒に変位することになる。
したがって、リード線72から圧電素子42にかかる負荷圧の大きさは駆動特性にとって重要なファクターである。
【００６１】
この点、リード線72として、細い素材を複数本撚り合わせた撚り線を使用することで、半田付けにも耐えられる強さと、圧電アクチュエータの動作を阻害しないしなやかさと、を合わせもつことができる。
【００６２】
素材の線径としてはφ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍとすることが好ましいが、さらに好ましくは、φ0.02ｍｍからφ0.035ｍｍであり、最も好ましくはφ0.03ｍｍである。
素材線径がφ0.01ｍｍやφ0.02ｍｍであると、撚り線を作る際に線が切れてしまう心配があるからである。また、一方、素材線径がφ0.04ｍｍを超えてしまうと、撚り線の本数を3本や5本にしても圧電アクチュエータの動作を阻害してしまうことが実験によりわかった（表1の（５）参照）。
【００６３】
また、撚り線の本数としては3本から5本とすることが好ましい。
素材線径を細くした場合、撚り線の本数が１本や２本であると、半田付けの際に溶解してしまう恐れが高くなる。また、撚り線の本数を７本にすると負荷圧が大きくなってしまい、リード線の引き出し方に配慮しなければならなくなる（表1の（２）参照）。
この点について図を参照して説明する。
【００６４】
図18、図19、図20は、金属端子300と圧電素子42とを接続するリード線のフォーミングスタイルの例である。
図18は、圧電素子42と金属端子との間でリード線がほぼ水平になるように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子と金属端子との間の距離にほぼ一致するようにリード線の長さを調整しておくことで実現できる。あるいは、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けしたあとでリード線が水平になるように配線処理してもよい。
図18のフォーミングスタイルを「水平」と称する。
【００６５】
図19は、圧電素子42と金属端子との間でリード線が水平よりも上側に出るように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子と金属端子との間の距離よりも若干長くなるようにリード線の長さを予め調整しておき、さらに、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けしたあとでリード線が上側に出るように配線処理することで実現できる。
図19のフォーミングスタイルを「上側」と称する。
【００６６】
図20は、圧電素子42と金属端子との間でリード線が水平よりも下側になるように線処理した場合を示す図である。
これは、圧電素子42と金属端子300との間の距離よりも長くなるようにリード線の長さをとっておき、圧電素子と金属端子とにリード線を半田付けすればよい。
この場合には、リード線の長さの調整や、半田付け後の配線処理は不要なので、製造効率を考えると、このフォーミングスタイルが望ましい。
図20のフォーミングスタイルを「下側」と称する。
【００６７】
図21と図22は、素材線径はφ0.03ｍｍとして、５本撚り線と７本撚り線とで駆動装置の動作確認を行った結果である。
表2は、図21、図22の結果を表にまとめたものである。
【００６８】
【表２】
2011158824.tif 000004
【００６９】
5本撚りの場合と、７本撚りの場合と、では、表2のように違いが生じる。すなわち、５本撚り線であれば、リード線72の引き出し方に関係なく良好な動作特性が得られる。一方、７本撚り線の場合には、リード線72を下側に引き出すと、動作特性が悪化してしまうことが分かった。
【００７０】
ここで、7本撚り線の場合でも、リード線72を水平方向または上側方向に引き出せば良いが、半田付けの後に配線処理を行う手間が一工程増えることになる。すなわち、半田付けの作業をやりやすくする都合上、リード線の長さは余裕があった方が作業がやりやすい。したがって、半田付けをした後にはリード線は、図20のように、下に垂れたようになるのが普通である。
これを、水平方向や上引き出しになるように配線処理をしなければならなくなり、大変面倒である。また、配線処理に不備があった場合には、設計通りの駆動特性が得られなくなってしまうので、歩留まりが低くなってしまう恐れがある。
５本撚り線であれば、このような配線処理の工程が不要であるので、作業効率を向上させることができ、また、品質保証においても問題がない。
【００７１】
なお、５本撚り線とし、さらに、リード線の引き出し方向を水平または上側とすれば、より性能を向上させることができるので好ましい。
【００７２】
本実施形態では、配線対象となる圧電素子42が筐体200に対して相対移動する移動体である。したがって、圧電素子42に配線したリード線自体もある程度動くことが想定される。
ここで、従来は、筐体20０内から筐体外の配線端子14までリード線72を引き出していたところ、このようにリード線を筐体の外まで長く引き出すと、リード線が筐体200の縁とが擦れたりするので好ましくなく、また、摩擦に十分耐えられるだけの強さを必要としていた。
この点、本実施形態では、筐体内に配置された内側端子部310と圧電素子42とが配線されるので、リード線72は短く、かつ、リード線72が筐体外に引き出されることもない。したがって、圧電素子42のような移動体に配線する場合でも配線の接続状態が安定に保持される。そして、リード線72が筐体200の外で擦れたりすることがないので、例えば、やわらかく、しなやかな線をリード線として採用できる。このように、やわらかく、しなやかなリード線72を採用することにより、リード線72が圧電アクチュエータの動作を阻害することがなくなるので、圧電アクチュエータの動作特性を格段に向上させることができる。
【００７３】
ここで、リード線を従来（φ0.08ｍｍ）よりも細くすると、リード線の取り扱いがデリケートになってくる。
この点、本実施形態では、リード線の取り扱いが楽になるようにしているので、細くしなやかなリード線を採用することができる。
すなわち、リード線72は、筐体200の内部において圧電素子42と内側端子部310との接続するのみであり、筐体200の外部に引き出されない。したがって、リード線72の長さは従来に比べて短くてよく、作業性がよくなる。
また、筐体200に金属端子300を差し込んだときに内側端子部310の先端部311が側壁210よりも高く上に出るように設計されている。したがって、筐体内に指を差し込んで作業せずに済み、内側端子部310に配線する作業が楽である。
さらに、レンズユニット30の構成として圧電素子42が上方に位置する。言い換えると、筐体200の開口面と圧電素子42との間には部品がない。したがって、筐体200の開口から指を入れて圧電素子42とリード線72との接続作業がやりやすいという利点がある。
このように、本実施形態では、リード線の接続作業が楽になる構成を採用しているので、上記に説明したように、細くしなやかなリード線を採用することができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上記実施形態においては、圧電素子42、伝達軸44およびレンズホルダ31が、筐体20及び軸保持部45に対して変位する場合を説明した。
ここで、例えば、図23に示すように、圧電素子42が筐体等の固定側部材に固定されている場合もある。
図23の例では、圧電素子42が筐体500の底面501に固着されている場合である。
このような場合においても、本発明のように、リード線を細くしなやかにすることによって圧電アクチュエータの動作特性を向上させることができる。リード線が硬いと圧電素子の伸縮動作を阻害する恐れがあるが、本発明によれば、リード線からの負荷圧が小さくなるので圧電素子42の伸縮動作が良好に改善される。
【００７５】
なお、図23に示すように、圧電素子42が筐体500の底面501に固着されている場合には、筐体500の上方の開口面から底側にある圧電素子42の配線作業を行うことは難しいが、図23の例では、筐体500は、四面のうち一つがなく、三面の側壁502を有するようになっている。そして、蓋体550は、一つの側壁551と一体となっている。
【００７６】
この筐体500にレンズユニット30を収納し、圧電素子42を底面501に固定する。筐体内における圧電素子42の配設位置は、開放されている側面503の側である。
二つの金属端子600は、圧電素子42を間にして筐体500の底面501に固定される。そして、金属端子600の端部を底面501から外部に引き出すようにする。ここで、蓋体550と一体となった側壁551が嵌るように金属端子600は所定位置で折り曲げられ、かつ、外部端子602が筐体500の裏面と面一になるようになっている。
【００７７】
この構成の筐体500において、開放されている側面503から半田付け作業をすることが可能である。
したがって、細いリード線を採用した場合でも半田付け作業がやりやすくなっている。
【符号の説明】
【００７８】
10…配線基板、11…コネクタ、12…イメージセンサ、13…透明基板、14…配線端子、15…孔、20…筐体、30…レンズユニット、31…レンズホルダ、42…ピエゾ素子、44…伝達軸、45…軸保持部、50…蓋、71…金属板、71a…内端部、71b…外端部、72…リード線、150…カメラモジュール、200…筐体、201…下部空間、202…上部空間、203、204…コーナー、205…ダボ、210…側壁、220…内殻部、221…内側端面、222…段差面、230…外殻部、231…外側端面、232…凹部、240…連通路、241…挿通孔、243…間隙部、244…スリット、245…凹部、290…隔壁部、300…金属端子、310…内側端子部、311…先端部、312…孔、320…外側端子部、330…連結部、400…レンズモジュール、500…筐体、501…底面、502…側壁、503…開放側側面、550…蓋体、551…側壁、600…金属端子、602…外部端子。
【図１】
2011158824.tif 000005
【図２】
2011158824.tif 000006
【図３】
2011158824.tif 000007
【図４】
2011158824.tif 000008
【図５】
2011158824.tif 000009
【図６】
2011158824.tif 000010
【図７】
2011158824.tif 000011
【図８】
2011158824.tif 000012
【図９】
2011158824.tif 000013
【図１０】
2011158824.tif 000014
【図１１】
2011158824.tif 000015
【図１２】
2011158824.tif 000016
【図１３】
2011158824.tif 000017
【図１４】
2011158824.tif 000018
【図１５】
2011158824.tif 000019
【図１６】
2011158824.tif 000020
【図１７】
2011158824.tif 000021
【図１８】
2011158824.tif 000022
【図１９】
2011158824.tif 000023
【図２０】
2011158824.tif 000024
【図２１】
2011158824.tif 000025
【図２２】
2011158824.tif 000026
【図２３】
2011158824.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成22年12月28日(2010.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
内部にレンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを収納する筐体と、
前記駆動軸の長手方向にそって前記駆動軸が摺動可能な状態で前記駆動軸を保持し、前記筐体に対して固定された軸保持部と、
一端が前記圧電素子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記圧電素子及び前記駆動軸は、前記圧電素子の駆動に応じて、前記レンズホルダと共に、前記筐体に対して変位し、
前記リード線は、前記圧電素子の駆動に応じて前記レンズホルダと共に前記圧電素子が前記駆動軸の長手方向に沿って変位するに応じて、前記筐体内において空間変位するものであり、
前記リード線は、３本から５本の素材が撚られた撚り線であり、
前記撚り線の前記素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍであることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記筐体には、前記リード線の他端が接続される端子が設けられており、
前記圧電素子から前記端子への前記リード線の延在態様は、前記駆動軸の長手方向に直交する軸線に沿うように調整されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記筐体には、前記リード線の他端が接続される端子が設けられており、
前記リード線の他端は、前記端子の端部に接続固定され、
前記端子の前記端部は、前記前記駆動軸の長手方向に直交する軸線に沿って延在することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記筐体には、前記リード線の他端が接続される端子が設けられており、
前記筐体は、上面視したとき複数の角部を有する多角形状部材であり、
前記圧電素子は、前記筐体の第１角部に配置され、
前記端子は、前記筐体の前記第１角部に隣り合う第２角部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記レンズホルダの外周には、前記駆動軸を固定支持する支持構造が設けられており、
前記支持構造は、所定間隔をあけて少なくとも２箇所で前記駆動軸を保持し、
前記軸保持部は、前記支持構造が前記駆動軸を保持する２箇所の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記筐体には、前記リード線の他端が接続される端子が設けられており、
前記端子は、前記筐体に予め設けられた溝に挿入され、前記端子の挿入端が屈曲されることによって、前記筐体に対して固定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えたカメラモジュール。
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月15日(2011.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子と、
前記圧電素子で生じる振動を受ける駆動軸と、
内部にレンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを収納する筐体と、
前記駆動軸の長手方向にそって前記駆動軸が摺動可能な状態で前記駆動軸を保持し、前記筐体に対して固定された軸保持部と、
一端が前記圧電素子に接続され、他端が前記筐体に設けられた端子に接続され、前記圧電素子に駆動電圧を供給するためのリード線と、を備え、
前記圧電素子及び前記駆動軸は、前記圧電素子の駆動に応じて、前記レンズホルダの移動に対して同調する態様にて、前記レンズホルダと共に、前記筐体に対して変位し、
前記リード線は、前記圧電素子の駆動に応じて前記レンズホルダと共に前記圧電素子が前記駆動軸の長手方向に沿って変位するに応じて、前記筐体内において空間変位するものであり、
前記リード線は、３本から５本の素材が撚られた撚り線であり、
前記撚り線の前記素材の線径は、φ0.01ｍｍからφ0.035ｍｍであることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記圧電素子から前記端子への前記リード線の延在態様は、前記駆動軸の長手方向に直交する軸線に沿うように調整されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記リード線の他端は、前記端子の端部に接続固定され、
前記端子の前記端部は、前記前記駆動軸の長手方向に直交する軸線に沿って延在することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
【請求項４】
前記筐体は、上面視したとき複数の角部を有する多角形状部材であり、
前記圧電素子は、前記筐体の第１角部に配置され、
前記端子は、前記筐体の前記第１角部に隣り合う第２角部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項５】
前記レンズホルダの外周には、前記駆動軸を固定支持する支持構造が設けられており、
前記支持構造は、所定間隔をあけて少なくとも２箇所で前記駆動軸を保持し、
前記軸保持部は、前記支持構造が前記駆動軸を保持する２箇所の間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項６】
前記端子は、前記筐体に予め設けられた溝に挿入され、前記端子の挿入端が屈曲されることによって、前記筐体に対して固定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、
レンズを介して像を取得する撮像手段と、を備えたカメラモジュール。