(57)【要約】【課題】  小型、薄型の構成で、ズーム機能を有し、優れた画質を得ることの出来るカメラモジュールを提供する。【解決手段】  移動手段は、光軸に垂直な面内に配置された少なくとも１対のすだれ状電極を有する圧電基板と、少なくとも３つの足を有する第１弾性体とを有する。少なくとも３つの足のうちの少なくとも１つが圧電基板に固定された固定部であり、他の少なくとも１つが圧電基板に加圧接触された駆動部である。第１弾性体は少なくとも１つの第２弾性体を介して撮像素子又はレンズを保持している。移動手段は撮像素子３と撮像レンズ部との相対位置を光軸に対して平行な方向及び垂直な方向に移動させる。演算手段は撮像素子３より得た情報を用いて画像データを生成する。【選択図】  図２
2005331609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光画素が縦横方向に配列された撮像素子と、
前記撮像素子に被写体像を結像させる撮像レンズ部と、
前記撮像素子と前記撮像レンズ部を構成する少なくとも１つのレンズとの相対位置を光軸に対して平行な方向及び垂直な方向に移動させる移動手段と、
前記撮像素子より得た情報を用いて画像データを生成する演算回路と
を有し、
前記移動手段は、光軸に垂直な面内に配置された少なくとも１対のすだれ状電極を有する圧電基板と、少なくとも３つの足を有する第１弾性体とを有し、
前記少なくとも３つの足のうちの少なくとも１つが前記圧電基板に固定された固定部であり、他の少なくとも１つが前記圧電基板に加圧接触され、前記圧電基板上を移動する駆動部であり、
前記第１弾性体は少なくとも１つの第２弾性体を介して前記撮像素子又は前記レンズを保持していることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記駆動部の前記圧電基板に接触する面には、前記駆動部の移動方向に沿って少なくとも１つの突起又は凹部が形成されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記圧電基板の前記駆動部が接触する領域には、前記駆動部の移動方向に沿って少なくとも１つの突起又は凹部が形成されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記固定部の側面に、少なくとも１つの切り欠きもしくはスリットが形成されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記固定部が電気信号に応じて伸縮動作が可能な与圧調整部を含む請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記すだれ状電極が、前記駆動部の前記移動方向に垂直な方向に少なくとも２以上配置されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記駆動部の前記移動方向に垂直な方向における前記すだれ状電極の幅が前記移動方向において変化している請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記第１弾性体に対して一方の側に配置された前記すだれ状電極により前記圧電基板に印加されたエネルギーの一部が、前記第１弾性体に対して他方の側に配置された前記すだれ状電極により回収され、回収されたエネルギーが前記一方の側に配置されたすだれ状電極に印加される請求項１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−ルに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラが搭載された携帯電話などの携帯機器が普及している。携帯機器のより小型化、薄型化、高性能化に伴い、小型、薄型、高性能なカメラモジュールが要求されている。
【０００３】
従来のカメラモジュールは、一般に組み合わせレンズと撮像素子とを備えている。図１８は、従来の小型、薄型のカメラモジュール用のズームレンズの構成図である（特許文献１参照）。
【０００４】
図１８に示すズームレンズは、両面凹レンズからなる第１レンズ群９１と、両凸レンズよりなる第２レンズ群９２と、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等よりなるガラスフィルタ９３と、開口絞り９４とを備える。このズームレンズにおいて、第１レンズ群９１及び第２レンズ群９２は、光軸（Ｚ軸）に沿ってそれぞれ独立して移動することにより、広角から望遠までの変倍動作と、変倍動作に伴う像面補正とを行う。
【０００５】
このような従来のカメラモジュールの焦点距離制御機能を司るアクチュエータに圧電方式を用いることが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
図１９は、従来のカメラモジュールに使用される圧電方式のアクチュエータの構成図である。図１９において、１０１は基台、１０２は基台１０１の一端に固定された保持ブロック、１０３は基台１０１の他端に固定された支持ブロック、１０４は圧電素子、１０５は圧電素子１０４と接続された駆動軸、１０６は駆動軸１０５に外挿された摩擦稼動部である。
【０００７】
保持ブロック１０２に圧電素子１０４の一端が固定され、支持ブロック１０３に駆動軸１０５の一端が固定されている。圧電素子１０４にゆっくりと電圧を印加させて圧電素子１０４を伸長させ、摩擦稼動部１０６を駆動軸１０５とともに一方向に移動させ、その後、圧電素子１０４に印加していた電圧を急に除くと圧電素子１０４は縮んで元の長さに戻る。この際、摩擦稼動部１０６は慣性で動かず、結果として摩擦稼動部１０６を駆動軸１０５に対して移動させることができる。摩擦稼動部１０６に移動させようとする物体（被駆動体）を取り付ければ、圧電素子１０４に電圧を加えたり、急に電圧を除いたりすることにより、その物体を移動させることができる。
【特許文献１】特開２００３−２５５２２５号公報
【特許文献２】特開平７ー２９８６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来のズームレンズでは、変倍及び像面補正のためにレンズを光軸に沿って移動させる必要があった。従って、光学系を設計する際には、可動部の移動量を加味して光学長を設計しなければならず、これがカメラモジュール、特にレンズを小型化、薄型化することに対して大きな妨げとなっていた。
【０００９】
この課題に対して、従来、レンズ位置を固定し、撮像素子に結像される像の一部を信号処理で切り出し、それを信号処理で拡大して変倍動作を行う、いわゆるデジタルズーム技術が用いられていた。ところが、このデジタルズーム技術では、解像度が劣化し、撮像素子が有する解像度を有した拡大画像を得ることは不可能であった。
【００１０】
更に、上記の従来の圧電方式のアクチュエータを用いてレンズを光軸方向に移動させる場合、アクチュエータの移動方向の長さが光学系の薄型化の妨げになっていた。
【００１１】
本発明は、上記の従来の課題を解決し、小型、薄型で、変倍機能及び／又は焦点制御機能を有す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】
【００１２】
本発明のカメラモジュールは、受光画素が縦横方向に配列された撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮像レンズ部と、前記撮像素子と前記撮像レンズ部を構成する少なくとも１つのレンズとの相対位置を光軸に対して平行な方向及び垂直な方向に移動させる移動手段と、前記撮像素子より得た情報を用いて画像データを生成する演算回路とを有する。前記移動手段は、光軸に垂直な面内に配置された少なくとも１対のすだれ状電極を有する圧電基板と、少なくとも３つの足を有する第１弾性体とを有し、前記少なくとも３つの足のうちの少なくとも１つが前記圧電基板に固定された固定部であり、他の少なくとも１つが前記圧電基板に加圧接触され、前記圧電基板上を移動する駆動部であり、前記第１弾性体は少なくとも１つの第２弾性体を介して前記撮像素子又は前記レンズを保持していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型、薄型で、ズーム機能を有し、優れた画質を得ることの出来るカメラモジュールを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
上記の本発明のカメラモジュールにおいて、前記駆動部の前記圧電基板に接触する面には、前記駆動部の移動方向に沿って少なくとも１つの突起又は凹部が形成されていることが好ましい。あるいは、前記圧電基板の前記駆動部が接触する領域には、前記駆動部の移動方向に沿って少なくとも１つの突起又は凹部が形成されていることが好ましい。これにより、駆動部の移動の直進性が向上するので、移動の精度及び効率が向上する。
【００１５】
また、前記固定部の側面に、少なくとも１つの切り欠きもしくはスリットが形成されていることが好ましい。これにより、固定部が弾性変形し易くなるので、移動の精度及び効率が向上する。
【００１６】
また、前記固定部が電気信号に応じて伸縮動作が可能な与圧調整部を含むことが好ましい。これにより、長期にわたって安定した駆動性能を得ることができる。また、長時間の停止による駆動部と圧電基板との凝着が防止でき、起動特性を含む信頼性が向上する。
【００１７】
また、前記すだれ状電極が、前記駆動部の前記移動方向に垂直な方向に少なくとも２以上配置されていることが好ましい。これにより、直進性の良い安定した移動を行うことができるので、移動の精度及び効率が向上する。
【００１８】
また、前記駆動部の前記移動方向に垂直な方向における前記すだれ状電極の幅が前記移動方向において変化していることが好ましい。これにより、直進性の良い安定した移動を行うことができるので、移動の精度及び効率が向上する。
【００１９】
また、前記第１弾性体に対して一方の側に配置された前記すだれ状電極により前記圧電基板に印加されたエネルギーの一部が、前記第１弾性体に対して他方の側に配置された前記すだれ状電極により回収され、回収されたエネルギーが前記一方の側に配置されたすだれ状電極に印加されることが好ましい。これにより、エネルギーの無駄が少ない高効率駆動を実現できる。
【００２０】
以下に本発明を具体的な実施の形態を示しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態のカメラモジュールは、撮像素子と、この撮像素子に被写体の画像を結像させる撮像レンズとを備える。図１は、本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールの光軸を含む面での断面図である。図２は図１のII−II線での矢視断面図である。
【００２２】
図１及び図２において、１は被写体からの光を曲げる機能を有するレンズ素子（撮像レンズ）、３は多数の受光画素が縦横方向に配列されたＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子、４は撮像素子３が実装された基板、５はレンズ素子１や撮像素子３の中心を通る光軸である。６はレンズ素子１を支持する筐体である。
【００２３】
説明の便宜のために、光軸５をＺ軸とするＸＹＺ−３次元直交座標系を設定する。Ｘ軸及びＹ軸は撮像素子３の受光画素が配列された横方向及び縦方向と平行である。
【００２４】
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、ＸＹ面と平行な面内に配置された、圧電性を有する圧電基板である。圧電基板３１ａの上面の両端に一対のすだれ状電極３４ａ１，３４ａ２が蒸着により形成され、圧電基板３１ｂの上面の両端に一対のすだれ状電極３４ｂ１，３４ｂ２が蒸着により形成され、圧電基板３１ｃの上面の両端に一対のすだれ状電極３４ｃ１，３４ｃ２が蒸着により形成され、圧電基板３１ｄの上面の両端に一対のすだれ状電極３４ｄ１，３４ｄ２が蒸着により形成されされている。３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは少なくとも３つの足を有する第１弾性体、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは剛性（弾性）に関して異方性を有する第２弾性体である。４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、それぞれ圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄと、対をなすすだれ状電極３４ａ１／３４ａ２，３４ｂ１／３４ｂ２，３４ｃ１／３４ｃ２，３４ｄ１／３４ｄ２とから構成されるアクチュエータである。
【００２５】
図３は第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの概略構成を示した側面図である。第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、弾性材料からなり、少なくとも３つの足を有し、そのうちの１つは上下方向に伸縮可能で且つ水平方向に屈曲可能な固定部３７、他の２つは固定部３７の両側に配置されている駆動部３５，３６である。
【００２６】
圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの裏面は筐体６に接着固定されている。第１弾性体３２ａ、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの固定部３７の先端は圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面に接着固定され、駆動部３５，３６の先端は圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面に加圧接触されている。ここで、固定部３７の長さは駆動部３５，３６よりもわずかに短い。この長さの差を適切に設定することにより駆動部３５，３６の圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対する加圧力を調整することができる。第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、対をなすすだれ状電極３４ａ１／３４ａ２，３４ｂ１／３４ｂ２，３４ｃ１／３４ｃ２，３４ｄ１／３４ｄ２の間の領域内にて圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの上面と接している。
【００２７】
このような第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの上面に、第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄがそれぞれ接着固定されている。第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの長手方向（図３の紙面の左右方向）と平行な方向には相対的に大きな剛性を有し、これと直交する少なくとも一方向には相対的に小さな剛性（即ち弾性）を有する。第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの例を図４（Ａ），図４（Ｂ）及び図５（Ａ），図５（Ｂ）に示す。これらにおいて、３３ｅは異方弾性を有する弾性部であり、弾性部３３ｅに対して一方の側に配された端部３３ｆは第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの上面に接着固定され、他方の側に配された端部３３ｇは撮像素子基板４に接続される。弾性部３３ｅは、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）の紙面の左右方向に弾性を有する。なお、上記のような異方弾性を有していれば第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの構成は図４（Ａ），図４（Ｂ）及び図５（Ａ），図５（Ｂ）に限定されない。
【００２８】
このように構成された本実施の形態のカメラモジュールの動作を以下に説明する。
【００２９】
アクチュエータ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの構成及び動作は、その配置位置及び方向が異なる以外は同一であるので、アクチュエータ４０ａを例に図６（Ａ），図６（Ｂ）及び図７（Ａ），図７（Ｂ）を用いて説明する。
【００３０】
最初に、撮像素子３をＸ方向及び／又はＹ方向に駆動する動作を説明する。
【００３１】
図６（Ａ）はアクチュエータ４０ａの側面図である。図６（Ｂ）に示すように、このアクチュエータ４０ａの一方のすだれ状電極３４ａ１に、その電極ピッチに応じて任意に決定される高周波の正弦波電圧を印加すると、圧電基板３１ａの表面に弾性表面波４１が励振される。励振された弾性表面波４１はほとんど減衰することなく、すだれ状電極３４ａ１から圧電基板３１ａの表面に加圧接触された第１弾性体３２ａの駆動部３５に到達する。駆動部３５の先端面が接触する圧電基板３１ａの表面部分が弾性表面波４１により振動することにより、駆動部３５の先端面が圧電基板３１ａに対して摩擦駆動されて、駆動部３５はＹ方向に沿ってすだれ状電極３４ａ１に近づく側に距離ΔＹ１だけ微小移動する。これにともない、第１弾性体３２ａが図６（Ｂ）の２点鎖線の状態から実線の状態に弾性変形し、第１弾性体３２ａの頂面に固定された第２弾性体３３ａはＹ方向と平行な矢印４２の向きに距離ΔＹ１’だけ移動する。第２弾性体３３ａに備えられた弾性部３３ｅはＹ方向には相対的に大きな剛性を有するから、アクチュエータ４０ａは第２弾性体３３ａを介して撮像素子基板４に矢印４２の向きの駆動力を印加する。
【００３２】
上記と同様に、撮像素子基板４に対してアクチュエータ４０ａと対称位置に配置されたアクチュエータ４０ｂの一方のすだれ状電極３４ｂ１に高周波の正弦波電圧を印加して、第２弾性体３３ｂを介して撮像素子基板４に矢印４２の向きの駆動力を印加する。
【００３３】
撮像素子基板４には、撮像素子基板４をＹ軸方向に挟むようにして第２弾性体３３ｃ，３３ｄが接続されている。ところが、第２弾性体３３ｃ，３３ｄの弾性部３３ｅは、Ｙ方向には相対的に小さな剛性を有する。従って、撮像素子基板４にＹ方向に沿った矢印４２の向きの駆動力が印加されたとき、第２弾性体３３ｃ，３３ｄの弾性部３３ｅは容易に圧縮（又は伸長）するので、撮像素子基板４のＹ方向に沿った移動はほとんど妨げられない。
【００３４】
かくして、撮像素子基板４及びこの上に搭載された撮像素子３を光軸５と垂直な矢印４２の向きに距離ΔＹ１’だけ移動させることができる。
【００３５】
次に、図６（Ｂ）の実線の状態において、すだれ状電極３４ａ１に印加されている高周波電圧を停止すると、第１弾性体３２ａはその弾性復元力により図６（Ｂ）の２点鎖線の状態に戻る。同様にすだれ状電極３４ｂ１に印加されている高周波電圧を停止して、第１弾性体３２ｂを最初の形状に復帰させる。このような第１弾性体３２ａ，３２ｂの復帰は第２弾性体３３ａ，３３ｂを介して撮像素子基板４に伝達される。かくして、撮像素子基板４及びこの上に搭載された撮像素子３を最初の位置に戻すことができる。
【００３６】
上記と同様にして、アクチュエータ４０ａ，４０ｂのすだれ状電極３４ａ２，３４ｂ２に高周波の正弦波電圧を印加することにより、撮像素子基板４及びこの上に搭載された撮像素子３を矢印４２とは反対の向きに移動させることができる。
【００３７】
また、アクチュエータ４０ｃ，４０ｄのすだれ状電極３４ｃ１，３４ｄ１又はすだれ状電極３４ｃ２，３４ｄ２に高周波の正弦波電圧を印加することにより、撮像素子基板４及びこの上に搭載された撮像素子３をＸ方向に移動させることができる。
【００３８】
次に、撮像素子３をＺ方向に駆動する動作を説明する。
【００３９】
図７（Ａ）はアクチュエータ４０ａの側面図である。図７（Ｂ）に示すように、このアクチュエータ４０ａの一対のすだれ状電極３４ａ１，３４ａ２に、その電極ピッチに応じて任意に決定される高周波の正弦波電圧を同時に印加すると、圧電基板３１ａの表面に弾性表面波４１が励振される。励振された弾性表面波４１はほとんど減衰することなく、すだれ状電極３４ａ１，３４ａ２から圧電基板３１ａの表面に加圧接触された第１弾性体３２ａの駆動部３５，３６に到達する。駆動部３５，３６の先端面が接触する圧電基板３１ａの表面部分が弾性表面波４１により振動することにより、駆動部３５，３６の先端面が圧電基板３１ａに対して摩擦駆動されて、駆動部３５はＹ方向に沿ってすだれ状電極３４ａ１に近づく側に距離ΔＹ２だけ微小移動し、駆動部３６はＹ方向に沿って駆動部３５とは逆向きにすだれ状電極３４ａ２に近づく側に距離ΔＹ２だけ微小移動する。これにともない、第１弾性体３２ａが図７（Ｂ）の２点鎖線の状態から実線の状態に弾性変形し、第１弾性体３２ａの頂面に固定された第２弾性体３３ａはＺ方向と平行な矢印４３の向きに距離ΔＺ２だけ移動する。第２弾性体３３ａに備えられた弾性部３３ｅはＺ方向には相対的に大きな剛性を有するから、アクチュエータ４０ａは第２弾性体３３ａを介して撮像素子基板４に矢印４３の向きの駆動力を印加する。
【００４０】
上記と同様に、撮像素子基板４の周囲に配置されたアクチュエータ４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの一対のすだれ状電極３４ｂ１，３４ｂ２、３４ｃ１，３４ｃ２、３４ｄ１，３４ｄ２に高周波の正弦波電圧を同時に印加して、第２弾性体３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを介して撮像素子基板４に矢印４３の向きの駆動力を印加する。
【００４１】
かくして、撮像素子基板４及びこの上に搭載された撮像素子３を光軸５と平行な矢印４３の向きに距離ΔＺ２だけ移動させることができる。
【００４２】
なお、印加する高周波電圧の波形は、上記の例では正弦波としたが、矩形波、三角波、のこぎり波等でも同様の動作を実現できる。
【００４３】
図８（Ａ）は、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの圧電基板と接触する下面を示した第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの下面図である。上記の実施の形態では、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、駆動部３５，３６及び固定部３７からなる３つの足を有しており、駆動部３５，３６の下面３５ａ，３６ａが圧電基板に加圧接触され、固定部３７の下面３７ａが圧電基板に接着固定される。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）に示すように、駆動部３５，３６及び固定部３７のうちの一部又は全てが複数に分割され、その結果、下面３５ａ，３６ａ，３７ａのうちの一部又は全てが複数個であっても良い。この場合、図８（Ｃ）のように、駆動部３５，３６の移動方向（図８（Ｃ）の紙面の左右方向）と平行な直線上に下面３５ａ，３６ａ，３７ａが並ばない場合には、一方向から伝播された弾性表面波によって駆動部３５，３６が摩擦駆動により微小移動する。即ち、固定部３７に対して弾性表面波の伝播方向の上流側に配置された駆動部のみならず、下流側に配置された駆動部も移動させることができるので、固定部を含む第１弾性体の弾性変形量を大きくできる。換言すれば、駆動電力を低減できる。また、このように下面３５ａ，３６ａ，３７ａを配置した場合には、駆動部下面３５ａ，３６ａの配置に対応するように、その両側のすだれ状電極を移動方向と直交する方向に複数に分割して配置することが好ましい。これにより、複数の駆動部３５，３６のそれぞれを独立して微小移動することができるので、撮像素子３のＺ方向の駆動を効率良く行うことができる。
【００４４】
以上のようにして、すだれ状電極が表面に蒸着形成された圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄと第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと第２弾性体３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄとから構成されるアクチュエータ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄにより、撮像素子３の受光面内の互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）と、該受光面に直交する方向（光軸方向、即ちＺ方向）に撮像素子３を移動させることが可能となる。
【００４５】
従って、本実施の形態のカメラモジュールでは、撮像素子３を光軸方向に移動させることによりピント合わせを行うことができ、撮像素子３を光軸方向と直交する２方向に移動させることにより解像度が劣化しない電子ズームを実現出来る。
【００４６】
撮像素子３を光軸方向に移動させることによってピント合わせが可能となることについては説明を要しないため、こでは説明を割愛する。以下に、本実施の形態のカメラモジュールの、解像度が劣化しない電子ズーム機能を説明する。
【００４７】
図９は撮像素子３の受光部の一部を拡大した正面図である。図９において、実線で囲まれた各正方形は撮像素子３に含まれる１画素を表す。１つの画素は、１つの赤色波長帯域の光を受光する受光部Ｒと、２つの緑色波長帯域の光を受光する受光部Ｇと、１つの青色波長帯域の光を受光する受光部Ｂとを含む。各受光部の中心間隔を２μｍとすれば、各画素の中心間隔は４μｍになる。「１」は被写体のある部分からの光線（以下、「着目光線」という）の入射位置を示しており、図９ではこの光線はある画素の中心に入射している。
【００４８】
本カメラモジュールでは、撮像素子３を所定の距離だけ高速に、Ｘ方向及びＹ方向に移動させ画像データの取り込みを行う。
【００４９】
例えば、図１０を用いて２倍のズーム画像を得る場合を説明する。図面を簡単化するため受光部Ｒ，Ｇ，Ｂの図示を省略している。
【００５０】
まず、上記着目光線が撮像素子３の画素の中心である「１」の位置に入射している時に第１の画像データを取り込む。次に撮像素子３をＸ方向に−２μｍ移動させる。その結果、着目光線は撮像素子３の「２」の位置に入射する。この状態で第２の画像データを取り込む。次に撮像素子３をＹ方向に＋２μｍ移動させ、着目光線を撮像素子３の「３」の位置に入射させる。この状態で第３の画像データを取り込む。最後に撮像素子３をＸ方向に＋２μｍ移動させ、着目光線を撮像素子３の「４」の位置に入射させる。この状態で第４の画像データを取り込む。以上により、画素ピッチの半分に相当する２μｍだけＸ方向及びＹ方向に位置ずれした第１〜第４の画像データが得られる。これらの画像データを撮像素子３の後段のＤＳＰ又はそれに類する演算装置にて合成することにより、撮像素子３の画素密度の４倍の画素密度を有する１フレームの画像データを得る。
【００５１】
次に、ＤＳＰなどの演算装置によって、この４倍の画素密度を有するデータの一部を切り出して２倍に拡大することにより、撮像素子３の画素密度と同じ画素密度を有する（即ち、撮像素子３と同じ解像度を有する）２倍の拡大画像データを得ることが出来る。
【００５２】
３倍のズーム画像を得る場合は、撮像素子３のＸ方向及びＹ方向の単位移動距離を画素ピッチの３分の１にして上記と同様に撮像素子３を移動させて、撮像素子３の画素密度の９倍の画素密度を有する１フレームの画像データを得る。次いで、この画像データの一部を切り出して３倍に拡大することにより、撮像素子３の画素密度と同じ画素密度を有する３倍の拡大画像データを得ることが出来る。
【００５３】
以上から明らかなように、本実施の形態によれば、小型、薄型でありながら、ピント調整機能と、画質の劣化のない拡大機能とを有するカメラモジュールを実現することが出来る。
【００５４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、例えば、レンズが光軸方向に複数個並んだカメラモジュールでも、またレンズが光軸方向と垂直な方向に複数個並んだカメラモジュールでも同様の効果を得ることが出来ることは言うもでもない。さらに、撮像素子が複数個並んだカメラモジュールでも同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、上記の実施形態では撮像素子３を移動させたが、同構成のアクチュエータによりレンズを移動させても良く、その場合も上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５６】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの圧電基板と接触する下面を示した第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの下面図である。
【００５８】
第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの駆動部下面３５ａ，３６ａには、図１１（Ａ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１１（Ａ）の紙面の左右方向）と平行に延びた畝状の突起５２が形成されていても良く、又は図１１（Ｂ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１１（Ｂ）の紙面の左右方向）と平行に延びた凹部（溝）５３が形成されていても良い。あるいは、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの駆動部下面３５ａ，３６ａには、図１１（Ｃ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１１（Ｃ）の紙面の左右方向）と平行な直線上に並んだ複数の突起５４が形成されていても良く、又は図１１（Ｄ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１１（Ｄ）の紙面の左右方向）と平行な直線上に並んだ複数の凹部５５が形成されていても良い。
【００５９】
駆動部下面３５ａ，３６ａにこのような突起５２，５４又は凹部５３，５５を形成することにより、駆動部下面３５ａ，３６ａと圧電基板との間の摩擦係数がＸＹ面内において異方性を有するようになる。駆動部３５，３６は弾性表面波により摩擦駆動されるために、駆動部３５，３６の移動の直進性が向上することになり、撮像素子基板４を高精度かつ高効率に移動させることができる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６１】
図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの上面図である。
【００６２】
圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの駆動部３５，３６が接触する領域には、図１２（Ａ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１２（Ａ）の紙面の左右方向）と平行に延びた畝状の突起５６が形成されていても良く、又は図１２（Ｂ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１２（Ｂ）の紙面の左右方向）と平行に延びた凹部（溝）５７が形成されていても良い。あるいは、圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの駆動部３５，３６が接触する領域には、図１２（Ｃ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１２（Ｃ）の紙面の左右方向）と平行な直線上に並んだ複数の突起５８が形成されていても良く、又は図１２（Ｄ）に示されているように駆動部３５，３６の移動方向（図１２（Ｄ）の紙面の左右方向）と平行な直線上に並んだ複数の凹部５９が形成されていても良い。
【００６３】
圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの駆動部３５，３６が接触する領域にこのような突起５６，５８又は凹部５７，５９を形成することにより、第２の実施の形態と同様に、駆動部下面３５ａ，３６ａと圧電基板との間の摩擦係数がＸＹ面内において異方性を有するようになる。駆動部３５，３６は弾性表面波により摩擦駆動されるために、駆動部３５，３６の移動の直進性が向上することになり、撮像素子基板４を高精度かつ高効率に移動させることができる。
【００６４】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６５】
図１３（Ａ），図１３（Ｂ）は、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの側面図である。
【００６６】
第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの固定部３７の側面には、図１３（Ａ）に示されているように切欠き５０が形成されていても良く、又は図１３（Ｂ）に示されているようにスリット５１が形成されていても良い。
【００６７】
第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの固定部３７の側面にこのような切欠５０又はスリット５１を形成することにより、駆動部３５，３６が移動する方向に固定部３７が弾性変形し易くなり、さらには駆動部３５，３６の移動の直進性が向上することになり、撮像素子基板４を高精度かつ高効率に移動させることができる。
【００６８】
切欠５０及びスリット５１は、固定部３７の駆動部３５，３６と対向する側の側面に形成されていることが好ましい。これにより、固定部３７が屈曲変形する際の剛性が異方性を有することになるので、駆動部３５，３６の移動の直進性が一層向上する。
【００６９】
（第５の実施の形態）
以下、本発明の第５の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００７０】
図１４は、第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの側面図である。
【００７１】
本実施の形態の第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの固定部には、電気信号に応じて伸縮動作が可能な与圧調整部３７’が設けられている。
【００７２】
圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに接着固定される第１弾性体３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの固定部を電気信号に応じて伸縮動作が可能な与圧調整部３７’で構成することにより、駆動部３５，３６の圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対する接触圧力を調整することができる。例えば、連続的な摩擦駆動により駆動部３５，３６の下面（接触面）又は圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの表面が磨耗し駆動性能が低下した場合にも、与圧調整部３７’の寸法を調整することで磨耗による駆動性能の低下を防止することができる。また、駆動部３５，３６の下面（接触面）の圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対する接触圧力が駆動時および停止時にかかわらず常に均一である場合、長時間の停止状態によって面内擬着が発生し、駆動開始時にスムーズな動作ができないことがある。しかしながら、停止時には与圧調整部３７’を伸長させて駆動部３５，３６の下面の圧電基板３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄに対する接触圧力を低下させることにより、長時間の停止状態による面内擬着の発生を防止でき、起動特性を含む信頼性を格段に向上することができる。
【００７３】
与圧調整部３７’としては電気信号に応じて伸縮動作が可能な素子、例えば圧電素子、形状記憶素子、磁歪素子、高分子等を利用して構成することができる。
【００７４】
（第６の実施の形態）
以下、本発明の第６の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００７５】
図１５は、本発明の第６の実施の形態のカメラモジュールの主要部の上面図である。図２と同じ構成要素については同じ符号を用いてそれらについての説明を省略する。
【００７６】
３１ｅ，３１ｆは圧電性を有する圧電基板である。圧電基板３１ｅの上面の一方の端部にはすだれ状電極５３ａ，５３ｂが蒸着により形成され、他方の端部にはすだれ状電極５３ｃ，５３ｄが蒸着により形成されている。同様に、圧電基板３１ｆの上面の一方の端部にはすだれ状電極５４ａ，５４ｂが蒸着により形成され、他方の端部にはすだれ状電極５４ｃ，５４ｄが蒸着により形成されている。
【００７７】
本実施の形態が実施の形態１（図２）と異なるのは、以下の２点である。
【００７８】
第１に、圧電基板３１ｅ，３１ｆ上に形成されたすだれ状電極が、第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向と垂直な方向に２つに分割されている点である。
【００７９】
第２に、撮像素子基板４の片側にのみ配置した１つのアクチュエータ４０ｅで撮像素子基板４をＹ方向に駆動し、同様に撮像素子基板４の片側にのみ配置した１つのアクチュエータ４０ｆで撮像素子基板４をＸ方向に駆動する点である。即ち、Ｙ方向及びＸ方向において撮像素子基板４がアクチュエータ４０ｅ及びアクチュエータ４０ｆで片側支持されている点である。
【００８０】
このように、すだれ状電極を第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向と垂直な方向に２つに分割して配置することにより、アクチュエータ４０ｅ，４０ｆを撮像素子基板４に対して片側のみに配置した場合であっても、直進性の良い安定した移動を行うことができ、撮像素子基板４を高精度かつ高効率に移動させることができる。
【００８１】
本実施の形態では、説明を簡略化するために、第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向と垂直な方向におけるすだれ状電極の分割数は２としたが、本発明はこれに限定されず、３以上であっても良く、その場合でも同様の効果が得られる。
【００８２】
また、本実施の形態では、第１弾性体３２ａ，３２ｃは、それぞれ第２弾性体３３ａ，３３ｃを介して撮像素子基板４と接続されていたが、第１弾性体３２ａ，３２ｃと撮像素子基板４との間にそれぞれ複数の第２弾性体が介在していても良い。
【００８３】
（第７の実施の形態）
以下、本発明の第７の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００８４】
図１６（Ａ），図１６（Ｂ）は圧電基板３１ｅ，３１ｆの上面図である。本実施の形態は、すだれ状電極の形状において第６の実施の形態と異なる。
【００８５】
図１６（Ａ）では、圧電基板３１ｅ，３１ｆの上面に、第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向に垂直な方向の幅が該移動方向に沿ってなだらかに変化する一対のすだれ状電極７０ａ，７０ｂが形成されている。
【００８６】
図１６（Ｂ）では、圧電基板３１ｅ，３１ｆの上面に、第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向に垂直な方向の幅が該移動方向に沿って階段状に変化する一対のすだれ状電極７０ｃ，７０ｄが形成されている。
【００８７】
図１５に示した圧電基板３１ｅ，３１ｆ上に形成されたすだれ状電極を、図１６（Ａ）又は図１６（Ｂ）に示したすだれ状電極に置き換えても、第６の実施の形態と同様の効果が得られる。すなわち、第１弾性体３２ａ，３２ｃの駆動部３５，３６の移動方向に垂直な方向におけるすだれ状電極の幅を該移動方向において変化させることにより、アクチュエータ４０ｅ，４０ｆを撮像素子基板４に対して片側のみに配置した場合であっても、直進性の良い安定した移動を行うことができ、撮像素子基板４を高精度かつ高効率に移動させることができる。
【００８８】
（第８の実施の形態）
以下、本発明の第８の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００８９】
図１７は圧電基板を上から見た図である。
【００９０】
図１７において、３１ｇは圧電基板で、３２ｇは図３と同様の構成を有する第１弾性体である。５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆは圧電基板３１ｇの上面に蒸着形成されたすだれ状電極である。６２，６３は電気的な接続（オン）と切断（オフ）とを切り換えることができるスイッチである。６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは導電性を有する配線である。６５ａ，６５ｂは高周波電圧を発生する電源である。
【００９１】
第１弾性体３２ｇが圧電基板３１ｇの中心に接着固定されており、第１弾性体３２ｇに対して一方の側にすだれ状電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃが配置され、他方の側にすだれ状電極５５ｄ，５５ｅ，５５ｆが配置されている。すだれ状電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ，５５ｅ，５５ｆは全て第１弾性体３２ｇの中心に向いて配置されている。配線６０ａ，６０ｂはスイッチ６２を介してすだれ状電極５５ｅとすだれ状電極５５ｃとを電気的に接続している。配線６０ｃ，６０ｄはすだれ状電極５５ｃとすだれ状電極５５ａとを電気的に接続している。配線６１ａ，６１ｂはスイッチ６３を介してすだれ状電極５５ｂとすだれ状電極５５ｄとを電気的に接続している。配線６１ｃ，６１ｄはすだれ状電極５５ｄとすだれ状電極５５ｆとを電気的に接続している。
【００９２】
電源６５ａよりすだれ状電極５５ｂに高周波電圧を印加する。このとき、スイッチ６２をオン、かつスイッチ６３をオフとする。
【００９３】
すだれ状電極５５ｂから励振され圧電基板３１ｇの表面を伝播する弾性表面波のエネルギーの全てが第１弾性体３２ｇの弾性変形に費やされることは無く、かなり多くのエネルギーは第１弾性体３２ｇを通過する。通過したエネルギーは、弾性表面波の状態ですだれ状電極５５ｅに到達し、すだれ状電極５５ｅにて電気信号に変換される。変換された電気信号は、スイッチ６２を介し配線６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄによりすだれ状電極５５ａ，５５ｃに印加される。この印加された電気信号によりすだれ状電極５５ａ，５５ｃから第１弾性体３２ｇの中心に向かって弾性表面波が励振される。すだれ状電極５５ｂに高周波電圧が印加される限り、この状態が繰り返されるため、電源６５ａから投入されたエネルギーを無駄なく回収して、高効率に第１弾性体３２ｇを弾性変形させることができる。この結果、撮像素子基板４を高効率に移動させることができる。
【００９４】
電源６５ｂよりすだれ状電極５５ｅに高周波電圧を印加する場合には、スイッチ６３をオン、かつスイッチ６２をオフとする。これにより、上記同様に、電源６５ｂから投入されたエネルギーを無駄なく回収して、高効率に第１弾性体３２ｇを弾性変形させることができる。この結果、撮像素子基板４を高効率に移動させることができる。
【００９５】
配線６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、圧電基板３１ｇ上にパターン形成することがスペースの有効利用及びノイズ低減の観点から望ましい。
【００９６】
上記の第１〜第８の実施の形態では撮像素子３を移動させたが、本発明はこれに限定されず、レンズ素子１を移動させても良く、その場合も同様の効果を奏する。
【００９７】
また、上記の第１〜第８の実施の形態ではレンズ系が単レンズで構成されていたが、複数のレンズから構成されていても良い。この場合において、レンズ系を移動させる場合には、そのうちの少なくとも１つのレンズを移動させればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の利用分野は特に制限はないが、例えば小型化、薄型化が要求される携帯情報端末や携帯電話などに搭載されるカメラモジュールに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールの光軸を含む面での断面図である。
【図２】図１のII−II線での矢視断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールに使用される第１弾性体の側面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールに使用される第２弾性体の一例の平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールに使用される第２弾性体の他の例の平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールのアクチュエータの動作を説明する図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールのアクチュエータの動作を説明する図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールに使用される第１弾性体の下面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールにおいて、撮像素子の部分拡大正面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態のカメラモジュールの電子ズーム機能を説明する図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２の実施の形態のカメラモジュールに使用される第１弾性体の下面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第３の実施の形態のカメラモジュールに使用される圧電基板の上面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明の第４の実施の形態のカメラモジュールに使用される第１弾性体の側面図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態のカメラモジュールに使用される第１弾性体の側面図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態のカメラモジュールの主要部の上面図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｂ）は本発明の第７の実施の形態のカメラモジュールに使用される圧電基板の上面図である。
【図１７】本発明の第８の実施の形態のカメラモジュールに使用される圧電基板の上面図である。
【図１８】従来のカメラモジュール用のズームレンズの構成図である。
【図１９】従来のカメラモジュールに使用される圧電方式のアクチュエータの構成図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  レンズ素子
３  撮像素子
４  基板
５  光軸
６  筐体
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ  圧電基板
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ  第１弾性体
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  第２弾性体
３４ａ１，３４ａ２，３４ｂ１，３４ｂ２，３４ｃ１，３４ｃ２，３４ｄ１，３４ｄ２  すだれ状電極
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  アクチュエータ
３５，３６  駆動部
３７  固定部
３７’  与圧調整部
５０  切欠き
５１  スリット
５２、５４、５６、５８  突起
５３、５５、５７，５９  凹部
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ  配線
６２、６３  スイッチ
【図１】
2005331609.tif 000003
【図２】
2005331609.tif 000004
【図３】
2005331609.tif 000005
【図４】
2005331609.tif 000006
【図５】
2005331609.tif 000007
【図６】
2005331609.tif 000008
【図７】
2005331609.tif 000009
【図８】
2005331609.tif 000010
【図９】
2005331609.tif 000011
【図１０】
2005331609.tif 000012
【図１１】
2005331609.tif 000013
【図１２】
2005331609.tif 000014
【図１３】
2005331609.tif 000015
【図１４】
2005331609.tif 000016
【図１５】
2005331609.tif 000017
【図１６】
2005331609.tif 000018
【図１７】
2005331609.tif 000019
【図１８】
2005331609.tif 000020
【図１９】
2005331609.tif 000021