(57)【要約】【課題】複数の駆動部を用いることなく、駆動部自体の駆動に依存することもなく、移動部を駆動部の駆動方向と平行に移動させることのできる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置を提供すること。【解決手段】バネ性を備えた梁によって移動部と固定部とを接続し、駆動部によって移動部を移動させることで、複数の駆動部を用いることなく、駆動部自体の駆動に依存することもなく、移動部を駆動部の駆動方向と平行に移動させることのできる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置を提供することができる。【選択図】図１
2009071663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも底面と側面とからなる凹部を有する固定部と、
被移動部を搭載するための平板状の移動部と、
前記移動部の前記被移動部を搭載した面の裏面と前記凹部の底面との間に設けられ、前記移動部を前記凹部の底面に垂直な方向に移動させる駆動部と、
一端が前記移動部に固定され、他端が前記凹部の側面に固定され、前記移動部が移動される方向にバネ性が付与されている複数の梁を備えたことを特徴とする移動機構。
【請求項２】
複数の前記梁は、一端が前記移動部の同一端面の厚み方向に異なる位置に固定された片持ち支持梁であり、
複数の前記梁と前記移動部の端面と前記凹部の複数の前記梁が固定される側面とが平行四辺形を形成することを特徴とする請求項１に記載の移動機構。
【請求項３】
複数の前記梁は、一端が前記移動部の少なくとも対向する１対の端面に固定され、他端が前記凹部の対向する側面に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の移動機構。
【請求項４】
前記被移動部は、半導体製造プロセスで形成される電子回路部であり、
前記移動部と複数の前記梁とは前記被移動部と同一の主材料で形成され、
前記被移動部は、少なくともその一部が前記移動部に直接接合技術により接合されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の移動機構。
【請求項５】
前記被移動部、前記移動部および複数の前記梁は前記凹部内に収納されており、
前記凹部を覆う封止部を備え、
前記凹部は、前記固定部と前記封止部とにより密封されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の移動機構。
【請求項６】
前記移動部と複数の前記梁の少なくとも１つとに、前記被移動部と外部とを接続する配線を形成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の移動機構。
【請求項７】
被移動部を搭載するための平板状の第１の移動部と、
前記第１の移動部と同一面内で、前記第１の移動部の少なくとも３方を囲むように設けられた第１の固定部と、
前記第１の移動部と前記第１の固定部との間に配置され、前記第１の移動部を前記第１の固定部に対して同一面内で移動させる複数の第１の駆動部と
一端が前記第１の移動部の同一端面に固定され、他端が前記第１の固定部に固定され、前記第１の移動部が移動される方向にバネ性が付与された複数の第１の梁と、
少なくとも底面と側面とからなる凹部を有する第２の固定部と、
前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に配置され、前記第１の固定部を前記第２の固定部に対して同一面内で前記第１の移動部の移動方向と垂直な方向に移動させる複数の第２の駆動部と、
一端が前記第１の固定部の同一端面に固定され、他端が前記第２の固定部の側面に固定され、前記第１の固定部が移動される方向にバネ性が付与された複数の第２の梁とを備えたことを特徴とする移動機構。
【請求項８】
前記被移動部は、半導体製造プロセスで形成される電子回路部であり、
前記第１の移動部、前記第１の固定部、複数の前記第１の梁、および複数の前記第２の梁は前記被移動部と同一の主材料で形成され、
前記被移動部は、少なくともその一部が前記第１の移動部に直接接合技術により接合されていることを特徴とする請求項７に記載の移動機構。
【請求項９】
前記被移動部、前記第１の移動部、前記第１の固定部、複数の前記第１の駆動部、複数の前記第１の梁、複数の前記第２の駆動部および複数の前記第２の梁は前記凹部内に収納されており、
前記凹部を覆う封止部を備え、
前記凹部は、前記固定部と前記封止部とにより密封されていることを特徴とする請求項７または８に記載の移動機構。
【請求項１０】
前記第１の移動部、複数の前記第１の梁の少なくとも１つ、前記第１の固定部および複数の前記第２の梁の少なくとも１つに、前記被移動部と外部とを接続する配線を形成したことを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の移動機構。
【請求項１１】
前記配線は、印刷により形成されることを特徴とする請求項６または１０に記載の移動機構。
【請求項１２】
撮像光学系と、
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の移動機構とを備え、
前記被移動部は撮像センサであることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動機構および撮像装置に関し、特に、固定部と梁で接続された移動部を梁のバネ性によって駆動部の駆動方向と平行に移動させる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に、高倍率ズームレンズとオートフォーカス機能や手ブレ補正機能を備えた超小型のマイクロカメラユニット（以下、ＭＣＵと言う）が搭載されてきている。ＭＣＵ等の超小型撮像装置においては、オートフォーカス機能や手ブレ補正機能を実現するために使えるスペースが限られており、限られたスペースの範囲でいかに高性能化するかがポイントとなる。この際に、撮像光学系に比べて小型軽量な撮像素子を移動させる方法がある。
【０００３】
撮像素子を移動させる方法での高性能化のためには、例えばオートフォーカス機能では、撮像素子をＭＣＵの撮像光学系の光軸に平行に移動させる必要があり、例えば手ブレ補正機能では、撮像素子をＭＣＵの撮像光学系の光軸に垂直な面内で平行に移動させる必要がある。
【０００４】
そこで、例えばオートフォーカス機能の達成のために、小型の静電駆動アクチュエータを複数用意し、各アクチュエータのバネ力によって、撮像素子を光学系の光軸に平行に移動させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３７１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の方法では、撮像素子の裏面の非常に小さい面積下に多くの小型アクチュエータを配置する必要がある。もし配置するアクチュエータの個数が少ないと、アクチュエータの駆動力のバラツキ等によって撮像素子が傾いたり蛇行したりしてオートフォーカス性能が劣化する。
【０００６】
また、多くのアクチュエータを配置するためにはアクチュエータをより微細に製造する必要があり、製造上の課題が大きい。さらに、アクチュエータを小型化すると発生力も弱くなり、駆動距離も小さくなって撮像素子を移動させることができなくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数の駆動部を用いることなく、駆動部自体の駆動に依存することもなく、移動部を駆動部の駆動方向と平行に移動させることのできる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置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】
【０００８】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【０００９】
１．少なくとも底面と側面とからなる凹部を有する固定部と、
被移動部を搭載するための平板状の移動部と、
前記移動部の前記被移動部を搭載した面の裏面と前記凹部の底面との間に設けられ、前記移動部を前記凹部の底面に垂直な方向に移動させる駆動部と、
一端が前記移動部に固定され、他端が前記凹部の側面に固定され、前記移動部が移動される方向にバネ性が付与されている複数の梁を備えたことを特徴とする移動機構。
【００１０】
２．複数の前記梁は、一端が前記移動部の同一端面の厚み方向に異なる位置に固定された片持ち支持梁であり、
複数の前記梁と前記移動部の端面と前記凹部の複数の前記梁が固定される側面とが平行四辺形を形成することを特徴とする１に記載の移動機構。
【００１１】
３．複数の前記梁は、一端が前記移動部の少なくとも対向する１対の端面に固定され、他端が前記凹部の対向する側面に固定されていることを特徴とする１に記載の移動機構。
【００１２】
４．前記被移動部は、半導体製造プロセスで形成される電子回路部であり、
前記移動部と複数の前記梁とは前記被移動部と同一の主材料で形成され、
前記被移動部は、少なくともその一部が前記移動部に直接接合技術により接合されていることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の移動機構。
【００１３】
５．前記被移動部、前記移動部および複数の前記梁は前記凹部内に収納されており、
前記凹部を覆う封止部を備え、
前記凹部は、前記固定部と前記封止部とにより密封されていることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の移動機構。
【００１４】
６．前記移動部と複数の前記梁の少なくとも１つとに、前記被移動部と外部とを接続する配線を形成したことを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の移動機構。
【００１５】
７．被移動部を搭載するための平板状の第１の移動部と、
前記第１の移動部と同一面内で、前記第１の移動部の少なくとも３方を囲むように設けられた第１の固定部と、
前記第１の移動部と前記第１の固定部との間に配置され、前記第１の移動部を前記第１の固定部に対して同一面内で移動させる複数の第１の駆動部と
一端が前記第１の移動部の同一端面に固定され、他端が前記第１の固定部に固定され、前記第１の移動部が移動される方向にバネ性が付与された複数の第１の梁と、
少なくとも底面と側面とからなる凹部を有する第２の固定部と、
前記第１の固定部と前記第２の固定部との間に配置され、前記第１の固定部を前記第２の固定部に対して同一面内で前記第１の移動部の移動方向と垂直な方向に移動させる複数の第２の駆動部と、
一端が前記第１の固定部の同一端面に固定され、他端が前記第２の固定部の側面に固定され、前記第１の固定部が移動される方向にバネ性が付与された複数の第２の梁とを備えたことを特徴とする移動機構。
【００１６】
８．前記被移動部は、半導体製造プロセスで形成される電子回路部であり、
前記第１の移動部、前記第１の固定部、複数の前記第１の梁、および複数の前記第２の梁は前記被移動部と同一の主材料で形成され、
前記被移動部は、少なくともその一部が前記第１の移動部に直接接合技術により接合されていることを特徴とする７に記載の移動機構。
【００１７】
９．前記被移動部、前記第１の移動部、前記第１の固定部、複数の前記第１の駆動部、複数の前記第１の梁、複数の前記第２の駆動部および複数の前記第２の梁は前記凹部内に収納されており、
前記凹部を覆う封止部を備え、
前記凹部は、前記固定部と前記封止部とにより密封されていることを特徴とする７または８に記載の移動機構。
【００１８】
１０．前記第１の移動部、複数の前記第１の梁の少なくとも１つ、前記第１の固定部および複数の前記第２の梁の少なくとも１つに、前記被移動部と外部とを接続する配線を形成したことを特徴とする７乃至９の何れか１項に記載の移動機構。
【００１９】
１１．前記配線は、印刷により形成されることを特徴とする６または１０に記載の移動機構。
【００２０】
１２．撮像光学系と、
１乃至１１の何れか１項に記載の移動機構とを備え、
前記被移動部は撮像センサであることを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、バネ性を備えた梁によって移動部と固定部とを接続し、駆動部によって移動部を移動させることで、複数の駆動部を用いることなく、駆動部自体の駆動に依存することもなく、移動部を駆動部の駆動方向と平行に移動させることのできる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。なお、図中、同一あるいは同等の部分には同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。
【００２３】
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図３を用いて説明する、図１は、本発明における移動機構の第１の実施の形態を示す模式図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【００２４】
図１（ａ）および（ｂ）において、移動機構１００は、固定部１１１、被移動部１５１、移動部１６１、４つの梁１７１、４つの梁支持部１７５および駆動部１２１等で構成される。
【００２５】
移動部１６１は剛性を持つ矩形の平板であり、矩形の４辺の各中央部で４つの梁１７１と接続され、一体に形成されている。移動部１６１と４つの梁１７１とは、固定部１１１の凹部１１３内に収納され、移動部１６１は４つの梁１７１を介して固定部１１１の凹部１１３の内壁に接している。
【００２６】
梁１７１は、移動部１６１および固定部１１１と接続される部分の幅が狭く、中央部が広い形状である。梁１７１の中央部にはスリット１７３（図１（ａ）では十字形のスリット）が設けられ、これによって駆動部１２１の駆動方向（図１（ｂ）のＺ方向）にバネ性が付与されている。
【００２７】
被移動部１５１は、例えば撮像素子、加速度センサ、位置センサ、温度センサ等のセンサ類や、それらと周辺回路とを集積した集積回路等のような半導体製造プロセスで製造される電子回路であり、移動部１６１の一方の平面上に搭載され、少なくともその一部が移動部１６１に固定されている。固定方法については後述する。
【００２８】
駆動部１２１は、移動部１６１の被移動部１５１搭載面の裏面と固定部１１１との間に配置され、移動部１６１を図１（ｂ）のＺ方向に移動させる。駆動部１２１としては、例えば積層型圧電素子、静電アクチュエータ等が考えられるが、それに限るものではなく、その他にも多くのアクチュエータが使用可能である。詳細は後述する。
【００２９】
梁１７１の固定部１１１の内壁に接する部分には、移動部１６１と４つの梁１７１とを固定部１１１の凹部の底面から駆動部１２１の高さ分だけ持ち上げるための梁支持部１７５が設けられている。梁支持部１７５は、移動部１６１および４つの梁１７１と一体に形成され、梁１７１の固定部１１１の内壁に接する部分で図の−Ｚ方向に直角に形成されている。移動部１６１、４つの梁１７１および梁支持部１７５の形成方法については後述する。
【００３０】
被移動部１５１、移動部１６１、４つの梁１７１、４つの梁支持部１７５および駆動部１２１は全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、カバーガラス等の封止部材１３１によって封止されている。これによって、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、梁１７１への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００３１】
図２は、図１に示した移動機構１００の動作状態を示す模式図である。
【００３２】
図２において、駆動部１２１は、図示しない外部駆動回路からの信号により、図のＺ方向に伸縮する。移動部１６１は剛性を持つ平板であるため、駆動部１２１の伸縮に同期して図のＺ方向に移動する。この際、移動部１６１の４辺がＺ方向にバネ性を持つ４つの梁１７１によって固定部１１１に接続されているので、４つの梁１７１のバネ性の釣り合いにより、移動部１６１は、その面上に被移動部１５１を搭載した状態で、傾くことなしにＺ方向に平行に移動される。
【００３３】
図３は、図１に示した梁支持部１７５の他の実施形態を示す模式図である。
【００３４】
図３においては、図１に示したような梁支持部１７５は設けられておらず、その代わりに固定部１１１の内壁部に、梁１７１を支持するための突起部１１５が設けられている。一体に形成された移動部１６１と梁１７１とは、図の＋Ｚ方向から固定部１１１の凹部１１３内に挿入され、移動部１６１の裏面が駆動部１２１の上面に接し、梁１７１の固定部１１１の内壁に接する部分が突起部１１５の上面に接する。移動部１６１の裏面と駆動部１２１の上面、および梁１７１の固定部１１１の内壁に接する部分と突起部１１５の上面とはそれぞれ例えば接着等により固定される。図３に示した例において、移動機構１００の動作は図２に示したと同じである。
【００３５】
上述したように、本発明の第１の実施の形態によれば、駆動部１２１の伸縮によって移動部１６１をＺ方向に移動させる際に、移動部１６１の４辺を固定部１１１に接続している４つの梁１７１のバネ性の釣り合いにより、移動部１６１を傾くことなしにＺ方向に平行に移動させることができ、移動部１６１の面上に搭載された被移動部１５１も、傾くことなしにＺ方向に平行に移動させることができる。
【００３６】
さらに、被移動部１５１、移動部１６１、４つの梁１７１および駆動部１２１等が全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、カバーガラス等の封止部材１３１によって封止されているので、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、梁１７１への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４および図５を用いて説明する。図４は、本発明における移動機構の第２の実施の形態を示す模式図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’断面図である。
【００３８】
図４（ａ）（ｂ）および（ｃ）において、移動機構１００は、固定部１１１、被移動部１５１、移動部１６１、２本の梁１８１、２本の梁１８３、４カ所の突起部１１５および駆動部１２１等で構成される。
【００３９】
移動部１６１は剛性を持つ矩形の平板であり、矩形の１辺の端面の４カ所で２本の梁１８１および２本の梁１８３と接続され、一体に形成されている。移動部１６１と２本の梁１８１および２本の梁１８３とは、固定部１１１の凹部１１３内に収納され、移動部１６１は２本の梁１８１および２本の梁１８３を介して固定部１１１の凹部１１３の４カ所の突起部１１５に固定されている。
【００４０】
２本の梁１８１および２本の梁１８３は、所謂片持ち支持梁であり、４カ所の突起部１１５に固定された部分で支持されている。２本の梁１８１および２本の梁１８３の他端は、移動部１６１の矩形の１辺の端面の４カ所で移動部１６１と一体的に形成されている。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、２本の梁１８１および２本の梁１８３の位置は、移動部１６１の端面の厚み方向にそれぞれずらせて配置されている。これによって２本の梁１８１と２本の梁１８３とは所謂平行板バネを構成し、駆動部１２１の駆動方向（図４（ｃ）のＺ方向）にバネ性を持つ。ここで、例えば２本の梁１８１と２本の梁１８３との合計４つの梁を同一の形状とすることで、４つの梁の持つバネ性を同一とすることができる。
【００４２】
被移動部１５１は、第１の実施の形態と同様に、例えば撮像素子、加速度センサ、位置センサ、温度センサ等のセンサ類や、それらと周辺回路とを集積した集積回路等のような半導体製造プロセスで製造される電子回路であり、移動部１６１の一方の平面上に搭載され、少なくともその一部が移動部１６１に固定されている。固定方法については後述する。
【００４３】
駆動部１２１も、第１の実施の形態と同様に、移動部１６１の被移動部１５１搭載面の裏面と固定部１１１との間に配置され、移動部１６１を図４（ｃ）のＺ方向に移動させる。駆動部１２１としては、第１の実施の形態と同様に、例えば積層型圧電素子、静電アクチュエータ等が考えられるが、それに限るものではなく、その他にも多くのアクチュエータが使用可能である。詳細は後述する。
【００４４】
固定部１１１の突起部１１５は、図３に示したと同様の構成で、２本の梁１８１および２本の梁１８３の固定部１１１の内壁に接する部分を支持し、接着との方法により固定している。もちろん、図１に示した梁支持部１７５と同様の構成をとってもよい。
【００４５】
被移動部１５１、移動部１６１、２本の梁１８１および２本の梁１８３、４つの突起部１１５および駆動部１２１は全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、カバーガラス等の封止部材１３１によって封止されている。これによって、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、２本の梁１８１および２本の梁１８３への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００４６】
図５は、図４に示した移動機構１００の動作状態を示す模式図である。
【００４７】
図５において、駆動部１２１は、図示しない外部駆動回路からの信号により、図のＺ方向に伸縮する。移動部１６１は剛性を持つ平板であるため、駆動部１２１の伸縮に同期して図のＺ方向に移動する。この際、図４で述べたように、２本の梁１８１と２本の梁１８３との４つの梁が持つバネ性は同一であるので、４つの梁バネ性の釣り合いにより、４つの梁と、４つの梁が固定されている移動部１６１の端面、および４つの梁が固定されている固定部１１１の内壁１１３が形作る平行四辺形が維持されるように移動部１６１が移動される。よって、移動部１６１は、その面上に被移動部１５１を搭載した状態で、傾くことなしにＺ方向に平行に移動される。
【００４８】
上述したように、本発明の第２の実施の形態によれば、駆動部１２１の伸縮によって移動部１６１をＺ方向に移動させる際に、移動部１６１の１辺を固定部１１１に接続している片持ち支持梁である２本の梁１８１および２本の梁１８３のバネ性の釣り合いにより、移動部１６１を傾くことなしにＺ方向に平行に移動させることができ、移動部１６１の面上に搭載された被移動部１５１も、傾くことなしにＺ方向に平行に移動させることができる。
【００４９】
さらに、被移動部１５１、移動部１６１、２本の梁１８１、２本の梁１８３および駆動部１２１等が全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、カバーガラス等の封止部材１３１によって封止されているので、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、梁１８１および１８３への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００５０】
次に、上述した第１または第２の実施の形態の移動機構１００を備えた撮像装置の１例を、図６を用いて説明する。図６は、上述した第２の実施の形態の移動機構１００を備えた撮像装置１０の１例を示す断面図である。
【００５１】
図６において、撮像素子である被移動部１５１、移動部１６１、２本の梁１８１および２本の梁１８３および駆動部１２１は、撮像素子パッケージである固定部１１１の凹部１１３内に収納されている。固定部１１１の開口部は、赤外光（ＩＲ）カットフィルタである封止部材１３１によって封止されており、上述したＭＣＵである撮像装置１０のオートフォーカスユニットである移動機構１００を構成している。
【００５２】
移動機構１００の上には、鏡胴３１１内に撮像レンズ３０１と３０３とを固定して収納した撮像装置１０の撮像光学系３００が、例えば撮像光学系３００の光軸３０５が被移動部１５１の画素部の中心に一致するように配置されている。固定部１１１と鏡胴３１１とは、例えば接着等により接続され、ＭＣＵである撮像装置１０を構成している。
【００５３】
撮像装置１０のオートフォーカス動作時には、例えば撮像素子である被移動部１５１の画像信号に基づいて、図示しないオートフォーカス回路によって、被移動部１５１の撮像面上のピント状態の検出と被移動部１５１の移動方向の決定が行われる。オートフォーカス回路によって決定された移動方向に基づいて、図示しない外部駆動回路からの信号により、駆動部１２１が図のＺ方向に伸縮され、図５に述べた原理によって被移動部１５１がＺ方向に平行移動される。これによって、撮像光学系３００と撮像素子である被移動部１５１との相対位置関係が変更される。以上の一連の動作が繰り返されて、撮像装置１０のオートフォーカス動作が行われる。
【００５４】
なお、図６では、第２の実施の形態の移動機構１００を備えた撮像装置１０の例を示したが、第１の実施の形態の移動機構１００を用いても同じである。
【００５５】
上述したように、第１または第２の実施の形態の移動機構１００を備えた撮像装置１０によれば、第１または第２の実施の形態の移動機構１００によって、撮像素子である被移動部１５１を光軸３０５に対して傾くことなく平行に移動させることができるので、画像の片ボケ等のない高画質な撮像装置１０を提供することができる。
【００５６】
さらに、移動機構１００が固定部１１１と封止部材１３１とで封止されているので、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、梁１７１、あるいは梁１８１および１８３への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができ、信頼性の高い撮像装置１０を提供することができる。
【００５７】
続いて、撮像素子である被移動部１５１の電源や画像信号等の配線を外部に取り出す方法の１例を、図７を用いて説明する。図７は、被移動部１５１の配線を外部に取り出す方法の１例を示す模式図である。図７では図４に示した移動機構１００の第２の実施の形態における被移動部１５１、移動部１６１および梁１８１と１８３のみを図示してある。
【００５８】
図７において、撮像素子である被移動部１５１上には、半導体製造プロセスによって形成される電源や画像信号等の配線のためのボンディングパッド１５１ａが、例えば図７の例では８個備えられている。移動部１６１上の被移動部１５１のボンディングパッド１５１ａに対向する位置にも、ボンディングパッド１６１ａが備えられており、ボンディングパッド１６１ａから梁１８１の端部まで配線１６１ｂが引かれている。対向するボンディングパッド１５１ａと１６１ａとの間は、ボンディングワイヤ１５５によって結線されている。
【００５９】
２本の梁１８１の端部の配線１６１ｂは、例えば導電性接着剤等により撮像素子パッケージである固定部１１１上の配線に結線され、これによって、撮像素子である被移動部１５１と撮像素子パッケージである固定部１１１の外部にある回路とが接続されて、信号の授受が行われる。
【００６０】
移動部１６１および梁１８１上のボンディングパッド１６１ａおよび配線１６１ｂは、例えば半導体製造プロセスによって形成されてもよいし、例えばインクジェット方式等の印刷方法によって形成されてもよい。
【００６１】
上述したように移動部１６１および梁１８１上にボンディングパッド１６１ａおよび配線１６１ｂを設けることにより、移動する被移動部１５１と固定部１１１の間にボンディングワイヤを結線する必要がなくなり、被移動部１５１の移動にともなってボンディングワイヤが揺り動かされて断線するという危険を防止することができ、移動機構１００の信頼性の向上に寄与することができる。なお、上述した配線の形成方法は、図８で後述する本発明の第３の実施の形態においても適用可能である。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図８を用いて説明する。図８は、本発明における移動機構の第３の実施の形態を示す模式図で、図８（ａ）は移動前の状態を示す平面図、図８（ｂ）は移動後の状態を示す平面図である。第１および第２の実施の形態では被移動部１５１をＺ方向に平行移動させる機構について示したが、本第３の実施の形態では、平面状の被移動部１５１を、その平面方向に移動させる機構について説明する。
【００６３】
図８（ａ）において、移動機構２００は、固定部２１１、被移動部１５１、第１の移動部２６１、２本の第１の梁２９３、２個の第１の駆動部２２３、第２の移動部２６３、２本の第２の梁２９５および２個の第２の駆動部２２５等で構成される。
【００６４】
第１の移動部２６１は剛性を持つ矩形の平板であり、矩形の１辺の端面の両端２カ所で２本の第１の梁２９３の一端と接続されている。２本の第１の梁２９３の他端は、第１の移動部２６１と２本の第１の梁２９３とを囲むロの字状の剛性を持つ平板である第２の移動部２６３の１辺と接続されている。第２の移動部２６３は、その１辺の端面の両端２カ所で２本の第２の梁２９５の一端と接続されている。２本の第２の梁２９５の他端は固定部２１１の凹部２１３の内壁側面に当接され、接着等により固定されている。上述した第１の移動部２６１、２本の第１の梁２９３、第２の移動部２６３および２本の第２の梁２９５は一体に形成されている。
【００６５】
２個の第１の駆動部２２３は、図８に示すように、第１の移動部２６１と第２の移動部２６３との２カ所の隙間に、図８のＸ方向に駆動力が互いに反対方向に作用するように配置される。２個の第２の駆動部２２５は、図８に示すように、第２の移動部２６３と固定部２１１の内壁側面との２カ所の隙間に、図８のＹ方向に駆動力が互いに反対方向に作用するように配置される。
【００６６】
被移動部１５１は、第１および第２の実施の形態と同様に、例えば撮像素子、加速度センサ、位置センサ、温度センサ等のセンサ類や、それらと周辺回路とを集積した集積回路等のような半導体製造プロセスで製造される電子回路であり、第１の移動部２６１の表面上に搭載され、少なくともその一部が第１の移動部２６１に固定されている。固定方法については後述する。
【００６７】
被移動部１５１、第１の移動部２６１、２本の第１の梁２９３、２個の第１の駆動部２２３、第２の移動部２６３、２本の第２の梁２９５および２個の第２の駆動部２２５は全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、図示しないカバーガラス等の封止部材によって封止されている。これによって、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、２本の第１の梁２９３および２本の第２の梁２９５への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００６８】
図８（ｂ）において、図示しない外部回路によって、２個の第１の駆動部２２３の一方が伸張し、他方が収縮するような駆動信号が印加されると、２本の第１の梁２９３が平行板バネとして作用して第１の移動部２６１がＸ方向に平行移動される。
【００６９】
同様に、図示しない外部回路によって、２個の第２の駆動部２２５の一方が伸張し、他方が収縮するような駆動信号が印加されると、２本の第２の梁２９５が平行板バネとして作用して、第１の移動部２６１および第２の移動部２６３がＹ方向に平行移動される。
【００７０】
上述した２個の第１の駆動部２２３および２個の第２の駆動部２２５への駆動信号の印加を同時に行うことで、第１の移動部２６１上に固定された被駆動部１５１を、図のＸＹ面内でのＸおよびＹ方向に平行移動することができる。
【００７１】
上述したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１の駆動部２２３あるいは第２の駆動部２２５の伸縮によって第１の移動部２６１をＸ、Ｙ方向に移動させる際に、２本の第１の梁２９３あるいは２本の第２の梁２９５のバネ性の釣り合いにより、移動部２６１を傾くことなしにＸ、Ｙ方向に平行に移動させることができ、移動部２６１の面上に搭載された被移動部１５１も、傾くことなしにＸ、Ｙ方向に平行に移動させることができる。
【００７２】
さらに、被移動部１５１、第１の移動部２６１、２本の第１の梁２９３、２個の第１の駆動部２２３、第２の移動部２６３、２本の第２の梁２９５および２個の第２の駆動部２２５が全て固定部１１１の凹部１１３内に収納されており、カバーガラス等の封止部材によって封止されているので、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、２本の第１の梁２９３および２本の第２の梁２９５への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができる。
【００７３】
続いて、上述した第３の実施の形態の移動機構２００を備えた撮像装置の１例を、図９を用いて説明する。図９は、上述した第３の実施の形態の移動機構２００を備えた撮像装置２０の１例を示す断面図である。
【００７４】
図９において、撮像素子である被移動部１５１、第１の移動部２６１、２本の第１の梁２９３、２個の第１の駆動部２２３、第２の移動部２６３、２本の第２の梁２９５および２個の第２の駆動部２２５は、撮像素子パッケージである固定部２１１の凹部２１３内に収納されている。固定部２１１の開口部は、赤外光（ＩＲ）カットフィルタである封止部材１３１によって封止されており、上述したＭＣＵである撮像装置２０の手ブレ補正ユニットである移動機構２００を構成している。
【００７５】
移動機構２００の上には、鏡胴３１１内に撮像レンズ３０１と３０３とを固定して収納した撮像装置２０の撮像光学系３００が、例えば、移動機構２００が駆動されていない状態で、撮像光学系３００の光軸３０５が被移動部１５１の画素部の中心に一致するように配置されている。固定部２１１と鏡胴３１１とは、例えば接着等により接続され、ＭＣＵである撮像装置２０を構成している。
【００７６】
撮像装置２０の手ブレ補正動作時には、例えば図示しない手ブレ検出部からの手ブレ信号に基づいて、図示しない手ブレ補正回路によって、被移動部１５１の移動方向と移動量の決定が行われる。手ブレ補正回路によって決定された移動方向と移動量に基づいて、図示しない外部駆動回路からの信号により、２個の第１の駆動部２２３および２個の第２の駆動部２２５駆動され、図８に述べた原理によって被移動部１５１がＸおよびＹ方向に平行移動される。これによって、撮像光学系３００と撮像素子である被移動部１５１との、光軸３０５に垂直な方向の相対位置関係が変更され、撮像装置２０の手ブレ補正動作が行われる。
【００７７】
上述したように、第３の実施の形態の移動機構２００を備えた撮像装置２０によれば、第３の実施の形態の移動機構２００によって、撮像素子である被移動部１５１を光軸３０５に対して傾くことなく、光軸３０５に垂直な面内で平行に移動させることができるので、画像の片ボケや傾き等のない高画質な撮像装置１０を提供することができる。
【００７８】
さらに、移動機構２００が固定部２１１と封止部材１３１とで封止されているので、被移動部１５１の表面へのゴミの付着、２本の第１の梁２９３および２本の第２の梁２９５への異物の噛み込みや、湿度による各部の腐食等を防止することができ、信頼性の高い撮像装置１０を提供することができる。
【００７９】
上述した第１あるいは第２の実施の形態と第３の実施の形態とを組み合わせれば、撮像素子である被移動部１５１を撮像光学系３００の光軸３０５に垂直な面内（Ｘ方向およびＹ方向）と光軸３０５方向（Ｚ方向）の３方向に自由に平行移動させることができ、手ブレ補正とオートフォーカスの両機能を高性能に達成することができる。
【００８０】
ここで、第１乃至第３の実施の形態における移動部や梁のような構造体の形成方法について、図１０を用いて説明する。図１０は、図１に示した第１の実施の形態における移動部１６１、４つの梁１７１、スリット１７３および４つの梁支持部１７５の形成方法を示す模式図である。ここで用いられる技術は、半導体製造プロセスを応用した所謂微細加工技術（以下、ＭＥＭＳ技術と言う）である。
【００８１】
図１０（ａ）において、シリコン（Ｓｉ）からなる基板４０１上に犠牲層４０３と呼ばれるシリコンの酸化膜（ＳｉＯ2）を選択的に積む。図１０（ｂ）において、基板４０１と犠牲層４０３との上に、不純物を高濃度にドープされて導電性を持つシリコン（Ｓｉ）からなる構造層４０５を積み上げる。
【００８２】
図１０（ｃ）において、構造層４０５を犠牲層４０３まで選択的にエッチングし、移動部１６１、４つの梁１７１およびスリット１７３を形成する。図１０（ｄ）において、基板４０１を犠牲層４０３まで選択的にエッチングし、４つの梁支持部１７５を形成する。図１０（ｅ）において、最後に犠牲層４０３を犠牲層エッチング技術により取り除くことで、図１に示した第１の実施の形態における移動部１６１、４つの梁１７１、スリット１７３および４つの梁支持部１７５を形成することができる。
【００８３】
図４に示した第２の実施の形態および図８に示した第３の実施の形態における移動部および梁についても、同様の方法によって形成が可能である。
【００８４】
次に、本実施の形態における被移動部１５１を移動部１６１に固定する方法について、説明する。上述したように、本実施の形態における被移動部１５１は、例えば撮像素子、加速度センサ、位置センサ、温度センサ等のセンサ類や、それらと周辺回路とを集積した集積回路等のようなシリコン（Ｓｉ）を主材料として半導体製造プロセスで作製される電子回路である。また移動部１６１も、図１０で説明したように、シリコン（Ｓｉ）を主材料としてＭＥＭＳ技術によって作製される。
【００８５】
このように、シリコン（Ｓｉ）等を素材に半導体製造プロセスやＭＥＭＳ技術で作製されたチップや部品同士を接合する技術として、直接接合技術がある。直接接合技術とは、接着剤を用いずに、同種材料間の表面間引力を利用してチップや部品同士を直接接合する方法であり、接合後の強度や歪や傾きの少なさ、接合の簡便性、省スペース等に優れた方法である。本実施の形態においては、被移動部１５１も移動部１６１もシリコン（Ｓｉ）からできていることから、直接接合技術による接合が可能となり上述したメリットを得ることができる。
【００８６】
なお、直接接合技術については、例えば［独立行政法人産業技術総合研究所「ウェハ直接接合技術」ｈｔｔｐ：／／ｓｔａｆｆ．ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｔａｋａｇｉ．ｈｉｄｅｋｉ／ｗａｆｅｒｂｏｎｄｉｎｇ．ｈｔｍｌ（平成１９年８月２７日検索）］等に詳述されている。
【００８７】
上述したように、シリコン（Ｓｉ）等を素材にチップや部品を半導体製造プロセスやＭＥＭＳ技術で作製することで、チップや部品を直接接合技術によって接合することができ、接合後の強度や歪や傾きの少なさ、接合の簡便性、省スペース等のメリットを得ることができる。
【００８８】
最後に、本発明における駆動部１２１について述べる。本発明においては、駆動部１２１は、例えば第１および第２の実施の形態のように移動部１６１と固定部１１１との間に、あるいは第３の実施の形態のように、第１の移動部２６１と第２の移動部２６３との隙間や第２の移動部２６３と固定部２１１の内壁側面との隙間に配置できさえすれば、アクチュエータの種類に依存するものではなく、上述した積層型圧電素子、静電アクチュエータ等をはじめとして、多種多様なアクチュエータを使用することができる。
【００８９】
以下に、［長田他「ソフトアクチュエータ開発の最前線（人工筋肉の実現をめざして）」（株）エヌ・ティー・エス、２００４年１０月１日初版発行］に記されているアクチュエータから、本発明に使用可能なアクチュエータの何例かを挙げる。
【００９０】
（１）イオン伝導アクチュエータ（同上９６頁）
（２）導電性高分子アクチュエータ（同上９６頁）
（３）電場駆動型高分子アクチュエータ（同上２０７頁図１２）
（４）液晶ゲルアクチュエータ（同上２１７頁）
（５）空気圧ソフトアクチュエータ（同上２９４頁）
（６）電場駆動型メタル・アクチュエータ（同上３４９頁図１１）
なお、ここに示したアクチュエータはほんの１例であり、本発明は上述したアクチュエータに制限されるものではない。
【００９１】
アクチュエータは、その材質にもよるが、シリコン（Ｓｉ）系を主材料とするものであれば、上述した直接接合技術を用いて接合し、あるいはシリコン（Ｓｉ）の構造部に蒸着等の手法でアクチュエータ自体を形成することもできる。また、異質な材料であれば、接着等の方法で取り付けることができる。
【００９２】
以上に述べたように、本発明によれば、バネ性を備えた梁によって移動部と固定部とを接続し、駆動部によって移動部を移動させることで、複数の駆動部を用いることなく、駆動部自体の駆動に依存することもなく、移動部を駆動部の駆動方向と平行に移動させることのできる移動機構および該移動機構を用いた撮像装置を提供することができる。
【００９３】
尚、本発明に係る移動機構および撮像装置を構成する各構成の細部構成および細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明における移動機構の第１の実施の形態を示す模式図である。
【図２】図１に示した移動機構の動作状態を示す模式図である。
【図３】図１に示した梁支持部の他の実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明における移動機構の第２の実施の形態を示す模式図である。
【図５】図４に示した移動機構の動作状態を示す模式図である。
【図６】第２の実施の形態の移動機構を備えた撮像装置の１例を示す断面図である。
【図７】被移動部の配線を外部に取り出す方法の１例を示す模式図である。
【図８】本発明における移動機構の第３の実施の形態を示す模式図である。
【図９】第３の実施の形態の移動機構を備えた撮像装置の１例を示す断面図である。
【図１０】第１の実施の形態における移動部、４つの梁、スリットおよび４つの梁支持部の形成方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  撮像装置
１００  移動機構（オートフォーカスユニット）
１１１  固定部
１１３  （固定部の）凹部
１１５  突起部
１２１  駆動部
１３１  封止部材
１５１  被移動部
１５１ａ  ボンディングパッド
１５５  ボンディングワイヤ
１６１  移動部
１６１ａ  ボンディングパッド
１６１ｂ  配線
１７１  梁
１７３  スリット
１７５  梁支持部
１８１  梁
１８３  梁
２０  撮像装置
２００  移動機構（手ブレ補正ユニット）
２１１  固定部
２１３  （固定部の）凹部
２２３  第１の駆動部
２２５  第２の駆動部
２６１  第１の移動部
２６３  第２の移動部
２９３  第１の梁
２９５  第２の梁
３００  撮像光学系
３０１  撮像レンズ
３０３  撮像レンズ
３０５  （撮像光学系の）光軸
３１１  鏡胴
４０１  基板
４０３  犠牲層
４０５  構造層
【図１】
2009071663.tif 000003
【図２】
2009071663.tif 000004
【図３】
2009071663.tif 000005
【図４】
2009071663.tif 000006
【図５】
2009071663.tif 000007
【図６】
2009071663.tif 000008
【図７】
2009071663.tif 000009
【図８】
2009071663.tif 000010
【図９】
2009071663.tif 000011
【図１０】
2009071663.tif 000012