(57)【要約】【課題】可動レンズを備えながら、組み立て容易な駆動ユニットを提供する。【解決手段】撮像ユニット１（駆動ユニット）は、駆動軸２３と、駆動軸２３を軸方向に駆動する圧電素子２２と、圧電素子２２の一端を支持する固定部材２１とを当該記載順に接合してなる本体部２４と、駆動軸２３と摩擦係合しレンズ２を光軸方向に移動可能に保持する移動部材２５と、備えるレンズ駆動装置２０と、このレンズ駆動装置２０を収容する筐体１０と、を備えている。筐体１０は、本体部２４を取り付ける圧電素子装着部１１と、この圧電素子装着部１１に本体部２４を取り付けることで一端が圧電素子２２に接続される正負一対の電気切片１２と、を備え、電気切片１２が筐体１０に組み込まれて一体に形成されている。【選択図】図３
2009025377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の変位に基づき、被駆動部材に対して所定の駆動を行わせる駆動部材と、
前記駆動部材を備えた筐体と、を有する駆動ユニットであって、
前記筐体に、電気切片と電気機械変換素子装着部とを設け、
前記電気機械変換素子を前記電気機械変換素子装着部に取り付けたときに、
前記電気機械変換素子と前記電気切片とが接続されるように構成されていることを特徴とする駆動ユニット。
【請求項２】
前記電気切片が前記筐体に組み込まれて一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項３】
前記電気切片は、その一端が、前記筐体に対する前記電気機械変換素子の挿入方向側に向けて曲成されるとともに、前記電気機械変換素子を挟持するように付勢されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動ユニット。
【請求項４】
前記電気切片は、その他端が、前記筐体の下面又は側面から外側に向けて突設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項５】
前記筐体内に、シャッタ用の電気切片が内蔵されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の駆動ユニット。
【請求項６】
請求項２に記載の駆動ユニットを製造する駆動ユニットの製造方法において、
前記電気切片と前記筐体とを一体に形成する第１工程と、
前記第１工程により形成された筐体の電気機械変換素子装着部に前記電気機械変換素子を取り付けることで、前記電気切片の一端と前記電気機械変換素子とを接続する第２工程と、
を備えることを特徴とする駆動ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子を有する駆動ユニット及び駆動ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、カメラ付き携帯電話機等の普及により、種々の携帯用電子機器に搭載可能な小型の撮像ユニット（駆動ユニット）が開発されており、ズームレンズを搭載するオートフォーカス(Auto Focus：ＡＦ)式の撮像ユニットも開発されている。
【０００３】
一般に、撮像ユニットは、矩形の撮像面を有する撮像素子の前（被写体側）に可動レンズ群が配され、さらに可動レンズ群の前にはシャッタや絞りのような光量制御装置が設けられている。そして、近年、可動レンズ群の駆動源として、例えば、圧電素子の急峻な体積変化と移動体の慣性と摩擦力とを利用した直進型アクチュエータであるスムーズインパクト駆動機構（Smooth Impact Drive Mechanism：以下、単にＳＩＤＭという）を備えた駆動ユニットが採用されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ＳＩＤＭは、固定部、圧電素子及び駆動軸の３部品を接合してなる本体と、駆動軸に摩擦係合された移動体とを備えて構成され、移動体に可動レンズ群を保持させることで、撮像ユニットにおけるズーム機能の駆動源として採用されている。
【非特許文献１】大澤聡，他３名，「携帯電話向け超小型ズームユニットの開発」，コニカミノルタテクノロジーレポート，第４巻，（２００７），コニカミノルタ株式会社，ｐ．８１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＳＩＤＭの圧電素子には、フレキシブルプリント基板（以下、単にＦＰＣとする）を介して駆動信号が入力されるようになっている。ＦＰＣはフィルム状の絶縁体（ベースフィルム）の上に接着層を形成し、その上に導体箔を設けて形成した構造であるため、折り曲げ自在で汎用性は高いが、撮像ユニットに組み付ける際には取り付ける向きや長さ、位置等の決定に手間がかかる他、圧電素子とＦＰＣとを接続するためにはんだ付け等を行う必要があり、組み立て工数が増加するという問題があった。また、ＦＰＣは、撮像ユニットが搭載される機器と電気接続するために撮像ユニットの外側に向けて取り付けられるため、撮像ユニットの小型化を妨げる要因になるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、可動レンズを備えながら、組み立て容易な駆動ユニット及び駆動ユニットの製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
電気機械変換素子と、
前記電気機械変換素子の変位に基づき、被駆動部材に対して所定の駆動を行わせる駆動部材と、
前記駆動部材を備えた筐体と、を有する駆動ユニットであって、
前記筐体に、電気切片と電気機械変換素子装着部とを設け、
前記電気機械変換素子を前記電気機械変換素子装着部に取り付けたときに、
前記電気機械変換素子と前記電気切片とが接続されるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記電気切片が前記筐体に組み込まれて一体に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記電気切片は、その一端が、前記筐体に対する前記電気機械変換素子の挿入方向側に向けて曲成されるとともに、前記電気機械変換素子を挟持するように付勢されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記電気切片は、その他端が、前記筐体の下面又は側面から外側に向けて突設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
前記筐体内に、シャッタ用の電気切片が内蔵されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の駆動ユニットを製造する駆動ユニットの製造方法において、
前記電気切片と前記筐体とを一体に形成する第１工程と、
前記第１工程により形成された筐体の電気機械変換素子装着部に前記電気機械変換素子を取り付けることで、前記電気切片の一端と前記電気機械変換素子とを接続する第２工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、筐体に電気機械変換素子を取り付けるだけで、当該駆動ユニットにおける電気機械変換素子と電気切片とを容易に、且つ、確実に接続することが可能となる。従って、組み立て容易な駆動ユニットとなる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、電気切片が前記筐体に組み込まれて一体に形成されていることにより、例えば、電気機械変換素子と当該駆動ユニットを搭載する電子機器とを電気接続するためにＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を用いる場合と比較して、電気機械変換素子を筐体に取り付ける際にＦＰＣの向きや長さ、或いは、位置決め等をする必要がなく、さらには電気機械変換素子とＦＰＣとを接続するためにはんだ付け等を行う必要がないため、筐体に電気機械変換素子を取り付ける際の手間や時間、組み立て工数を大幅に削減することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、筐体に対して電気機械変換素子を容易に挿入することができる。さらに、電気機械変換素子が筐体に取り付けられた際に、電気切片を容易に、且つ、確実に電気機械変換素子に接続させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、電気切片の他端が筐体の下面又は側面から外側に向けて突設されていることにより、電源と電気切片とを容易に電気接続することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、筐体に対するシャッタの組み込みを容易に行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、第１工程において電気切片と一体に形成された筐体の電気機械変換素子装着部に、第２工程において、電気機械変換素子を取り付けるだけで、電気機械変換素子と電気切片とを容易に接続することができる。従って、筐体に対して電気機械変換素子を容易に取り付けることができるため、駆動ユニットの組み立てを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る駆動ユニットとしての撮像ユニット１を機器本体に備えた電子機器として例示する携帯電話機１１０を示す斜視図である。
図１に示すように、携帯電話機１１０は、機器本体であるフレーム１１１の内部に、撮像素子を具備する撮像ユニット１を備え、さらに撮像ユニット１により撮像した画像を表示する表示部１１２、各種操作を行う操作部１１３などを備えている。
【００２０】
図２は本実施形態に係る撮像ユニット１の全体構成を示す斜視図であり、図３は同要部構成を示す斜視図、図４は同要部拡大図である。図５は本実施形態に係る撮像ユニット１を被写体方向（正面）から見た様子を示す正面図であり、図６は同側方から見た様子を示す側面図である。
図２に示すように、撮像ユニット１は、撮影窓１０３を有するケース体１００の内部に配設されており、当該撮像ユニット１全体が、光軸Ｘ（図６参照）と直交する方向（上下方向及び左右方向）に対して移動可能に支持されている。
具体的に、本実施形態に係る撮像ユニット１は、ユーザの手振れによる当該撮像ユニット１の上下方向及び左右方向に対する振れをキャンセル（補正）する手振れ補正機能を備えており、光軸Ｘに対して直交し、且つ、互いが直交するように配設された二つの超小型リニアアクチュエータによって上下左右方向に移動できるようになっている。本実施形態では、上記リニアアクチュエータとして、例えば、二つのＳＩＤＭ（Smooth Impact Drive Mechanism：スムーズインパクト駆動機構）１０１，１０２が設けられている。ＳＩＤＭ１０１，１０２は、それぞれ固定部、圧電素子及び駆動軸の３部品を当該記載順に接合してなる本体部と、駆動軸に摩擦係合された移動体とを備えて構成されており、圧電素子の急峻な体積変化と移動体の慣性と摩擦力とを利用した公知の直進型アクチュエータである。
【００２１】
かかる撮像ユニット１は、例えば、図２〜６に示すように、レンズ３を光軸Ｘ方向に移動させるレンズ駆動装置２０と、このレンズ駆動装置２０を収容する筐体１０と、を備えている。
【００２２】
レンズ駆動装置２０は、当該撮像ユニット１において光軸Ｘ方向に対するレンズ３のズーム機能（ＡＦ機能）の駆動源として機能するものであり、円柱状の駆動軸２３（駆動部材）と、駆動軸２３を軸方向に駆動する電気機械変換素子としての圧電素子２２と、圧電素子２２の一端を支持する固定部材２１とを当該記載順に接合してなる本体部２４と、駆動軸２３と摩擦係合しレンズ２を光軸Ｘ方向に移動可能に保持する移動部材２５（被駆動部材）と、備えた直進型アクチュエータ、すなわち、ＳＩＤＭとなっている。移動部材２５は、圧縮ばね２６によって付勢された抑え部材２７との間に駆動軸２３を挟み込むように摩擦係合している。
【００２３】
そして、レンズ駆動装置２０は、圧電素子２２の伸縮により駆動軸２３を光軸Ｘ方向に前進或いは後退させ、この駆動軸２３に摩擦係合する移動部材２５を駆動軸２３上のいずれか一方向に滑り移動（所定の駆動）させることで、レンズ３に移動力を付与するようになっている。なお、移動部材２５は、駆動軸２３との係合部の反対側で、筐体１０に設けた溝部１５と摺動可能に係合しており、光軸Ｘ回りの回動が規制されている。また、光軸Ｘ方向における移動部材２５の位置は、筐体１０に設けた図示しない位置センサによって検出される。
【００２４】
筐体１０は、上記レンズ駆動装置２０の本体部２４を取り付ける電気機械変換素子装着部としての圧電素子装着部１１と、この圧電素子装着部１１に本体部２４を取り付けることで一端が圧電素子２２に接続される正負一対の電気切片１２と、を備えている。
具体的に、筐体１０は、例えば図５に示すように、光軸Ｘ方向から見て略矩形の枠体をなし、当該矩形の一隅にレンズ駆動装置２０の本体部２４を取り付ける圧電素子装着部１１が設けられている。また、筐体１０の内側には移動部材２５が収容されており、移動部材２５の略中央には円形のレンズ３が保持されている。そして、本体部２４の駆動軸２３と移動部材２５とが摩擦係合することで、レンズ３が光軸Ｘ方向に対して移動可能に保持されている。なお、移動部材２５には、図示しないシャッタ駆動装置（光量制御駆動装置）により駆動されるシャッタユニット（光量制御装置）が固定されている。
【００２５】
ここで、本実施形態における圧電素子装着部１１及び電気切片１２について詳しく説明する。
圧電素子装着部１１には、例えば、図３〜４に示すように、光軸Ｘと平行に駆動軸２３が挿入される孔部１３が形成されており、孔部１３の近傍には圧電素子２２を保持する保持部１４が設けられている。そして、固定部２１と圧電素子装着部１１とを接着することで、レンズ駆動装置２０の本体部２４が圧電素子装着部１１に取り付けられるようになっている。
【００２６】
電気切片１２は、当該撮像ユニット１が搭載される電子機器の図示しない制御部により制御される電源部と圧電素子２２とを電気接続するためのものであり、圧電素子２２を伸縮させるための駆動信号を入力する信号入力部となっている。かかる電気切片１２は、各々の一端が互いに対向するようにして保持部１４から突設されており、当該各端部（一端）が、筐体１０に対する駆動軸２３の挿入方向側に向けて曲成（図４、図６参照）されている。また、各端部は弾性を有し、互いが圧電素子２２を挟持するように付勢されている（図３、図６参照）。さらに、電気切片１２は、各々の他端が、筐体１０の側面下部から外側に向けて平行に突設されている。
【００２７】
かかる電気切片１２は、筐体１０に組み込まれて当該筐体１０と一体に形成されている。具体的には、例えば、熱可塑性樹脂の射出成形等により筐体１０を形成する際に、予め電気切片１２が内部に組み込まれるようにして成形（第１工程）したり、或いは、筐体１０の下部に電気切片１２を嵌め込むための貫通孔や切欠き等を設け、この貫通孔や切欠きを通して筐体１０の外部から内部に嵌め込まれた電気切片１２を折り曲げたり嵌め込んだりすることで、各電気切片１２と筐体１０とが一体的に成形される。
【００２８】
そして、上記第１工程により形成され、電気切片１２が内蔵された筐体１０の圧電素子装着部に、レンズ駆動装置２０の本体部２４を取り付けることで、電気切片１２の一端と圧電素子２２とが接続されるようになっている（第２工程）。
【００２９】
次に、上記構成を有する撮像ユニット１の作用について説明する。
撮像ユニット１は、まず、筐体１０内に電気切片１２が組み込まれた状態で、筐体１０と電気切片１２とが一体に成形される（第１工程）。
次に、第１工程で形成された筐体１０の圧電素子装着部１１の孔部１３内に駆動軸２３を挿入することで、レンズ駆動装置２０の本体部２４が圧電素子装着部１１に取り付けられ、圧電素子２２と電気切片１２とが接続される（第２工程）。
このとき、電気切片１２の一端が、筐体１０に対する駆動軸２３の挿入方向側に向けて曲成されていることにより、筐体１０に対してレンズ駆動装置２０が容易に挿入される。また、各電気切片１２の一端が、互いが圧電素子２２を挟持するように付勢されていることにより、レンズ駆動装置２０が筐体１０に取り付けられた際に、各電気切片１２が確実に圧電素子２２に接続される。さらに、電気切片１２の他端が筐体１０の側面から外側に向けて突設されていることにより、レンズ駆動装置２０を筐体１０に取り付けるだけで当該撮像ユニット１を駆動するための電源部と圧電素子２２とが容易に電気接続される。
【００３０】
以上のように、本実施形態に係る撮像ユニット１によれば、筐体１０に、レンズ駆動装置２０の圧電素子２２に接続される正負一対の電気切片１２が組み込まれて一体に形成され、且つ、各々の電気切片１２が、筐体１０の圧電素子装着部１１にレンズ駆動装置２０の本体部２４を取り付けることで一端が圧電素子２２に接続される位置に配置されていることにより、筐体１０にレンズ駆動装置２０を取り付けるだけで、当該撮像ユニット１を搭載する電子機器とレンズ駆動装置２０の圧電素子２２とを容易に、且つ、確実に接続することが可能となる。これにより、例えば、レンズ駆動装置２０の圧電素子２２と当該撮像ユニット１を搭載する電子機器とを電気接続するためにＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を用いる場合と比較して、レンズ駆動装置２０を筐体１０に取り付ける際にＦＰＣの向きや長さ、或いは、位置決め等をする必要がなく、さらには圧電素子２２とＦＰＣとを接続するためにはんだ付け等を行う必要がないため、筐体１０にレンズ駆動装置２０を組み込む際の手間や時間、組み立て工数を大幅に削減することができる。従って、組み立て容易な撮像ユニット１となる。
【００３１】
また、各電気切片１２の一端が、筐体１０に対する駆動軸２３の挿入方向側に向けて曲成されていることにより、筐体１０に対してレンズ駆動装置２０を容易に挿入することができる。さらに、各電気切片１２の一端が、互いが圧電素子２２を挟持するように付勢されていることにより、レンズ駆動装置２０が筐体１０に取り付けられた際に、各電気切片１２を確実に圧電素子２２に接続させることができる。
【００３２】
さらに、電気切片１２の他端が筐体１０の側面から外側に向けて突設されていることにより、レンズ駆動装置２０を筐体１０に取り付けるだけで当該撮像ユニット１を搭載する電子機器と圧電素子２２とを容易に電気接続することが可能となる。
【００３３】
また、第１工程において電気切片１２と一体に形成された筐体１０の圧電素子装着部１１に、第２工程において、レンズ駆動装置２０の本体部２４を取り付けるだけで、レンズ駆動装置２０の圧電素子２２と電気切片１２とを容易に接続することができる。従って、筐体１０に対してレンズ駆動装置２０を容易に取り付けることができるため、撮像ユニット１の組み立てを容易に行うことができる。
【００３４】
なお、撮像ユニット１は、シャッタ駆動装置用の電気切片（図示省略）を筐体１０内に内蔵して一体に形成する構成としてもよい。つまり、例えば、シャッタ駆動装置は、図示しないシャッタユニットの羽根を撮像ユニット１の光軸Ｘに直交する平面内で回動させるソレノイドを有しており、このソレノイドを駆動する電磁弁に駆動信号を入力するための電気切片を上記電気切片１２と同様に筐体１０と一体に形成することも可能である。このようにすれば、筐体１０に対するシャッタ駆動装置の組み込みを容易に行うことができる。
また、各電気切片１２は、上記実施の形態で例示した形状に限らず、如何なる形状であってもよい。すなわち、例えば、本体部２４の挿入方向に向けて斜めに突設されていてもよく、また、例えば、何れか一方の電気切片１２のみの端部（一端）が保持部１４から突設されて駆動軸２３の挿入方向側に向けて曲成され、圧電素子２２を挟持するように付勢されていてもよく、他方の電気切片１２が、例えば、圧電素子２２と接触可能な状態で保持部１４の当接面と面一に設けられていてもよい。
また、電気切片１２は、その他端が筐体１０の下面から外側に向けて突設されていてもよい。
また、駆動部材は、圧電素子２２に接続されて該圧電素子２２の収縮により移動されることで被駆動部材に移動力を付与することができれば如何なる部材であってもよく、上記駆動軸２３に限定されるものではない。同様に、被駆動部材もまた、レンズを保持するとともに駆動部材と摩擦係合して該駆動部材により移動可能であれば如何なる部材であってもよい。
すなわち、例えば、駆動部材として、駆動軸２３の代わりに磁石を圧電素子２２に設け、一方、被駆動部材である移動部材２５に金属部材を配し、磁石に金属部材をくっつけることにより移動部材２５を支持してもよい。この場合、圧電素子２２の緩やかな伸縮により磁石を光軸Ｘ方向に前進或いは後退させると、この磁石に金属部材を介して保持された移動部材２５が磁石とともに光軸Ｘ方向のいずれか一方向に移動する。また、圧電素子２２の急な伸縮により磁石を光軸Ｘ方向に前進或いは後退させると、この磁石と金属部材との間の結合力が断ち切られることとなって、移動部材２５がその位置に保持されたまま磁石のみが移動する。
また、電気機械変換素子としては、本実施形態で示した圧電素子２２以外にも、例えば、電歪素子など、電圧を加えることで伸縮する素子なども用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る駆動ユニットを搭載する携帯電話機を示す斜視図であり、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。
【図２】本実施形態における撮像ユニットの全体構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態における撮像ユニットの要部構成を示す斜視図である。
【図４】本実施形態における撮像ユニットの要部拡大図である。
【図５】本実施形態における撮像ユニットの正面図である。
【図６】図５の撮像ユニットの側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  撮像ユニット（駆動ユニット）
３  レンズ
１０  筐体
１１  圧電素子装着部
１２  電気切片
１３  孔部
１４  保持部
１５  溝部
２０  レンズ駆動装置
２１  固定部材
２２  圧電素子
２３  駆動軸
２４  本体部
２５  移動部材
２６  圧縮ばね
２７  抑え部材
１００  ケース体
１０１，１０２  ＳＩＤＭ
１１０  携帯電話機（電子機器）
１１１  フレーム
１１２  表示部
１１３  操作部
Ｘ  光軸
【図１】
2009025377.tif 000003
【図２】
2009025377.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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