JP7701385B2 - 手ブレ防止機構、カメラモジュール、携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末（例えばスマートフォン、タブレット）等の機器が備えるカメラモジュールに内蔵される手ブレ防止機構と、これを備えたカメラモジュール、携帯端末に関するものである。

本発明に関係する従来技術として、例えば、ＣＮ１０８７８０２０７Ａに記載の光学画像安定化（ＯＩＳ）機構が挙げられる。

この従来技術では、画像センサを備えた動的プラットフォームが、静的プラットフォームに対して、カメラレンズの光軸に直交する複数の方向に動くように構成されている。具体的に、ＯＩＳ機構はボイスコイルモータ（Voice Coil Motor、ＶＣＭ）を含む。ボイスコイルモータは、前記動的プラットフォームとしての画像センサフレーム部材、前記静的プラットフォームとしてのボイスコイルモータのフレーム、そして、複数のＯＩＳコイルを含む。前記ＯＩＳコイルは、カメラレンズの光学軸に直交する複数の方向に動的プラットフォームを移動させる力を生じさせるべく、磁石の磁界内で画像センサフレーム部材に搭載される。

この構成で駆動源として用いられるボイスコイルモータは、効率が低く消費電力が大きい。また、この構成における動的プラットフォームと静的プラットフォームの組み合わせは、共鳴しやすい、姿勢差が大きい、コストが高いとの問題点がある。

このことに鑑み、本発明は、従来技術よりも優位であって、効率が良く、消費電力が小さく、共鳴しにくくでき、姿勢差が小さくなり、低コストである手ブレ防止機構と、これを備えたカメラモジュール、携帯端末を提供することを課題とする。

本発明の一つの形態は、カメラモジュールに内蔵される手ブレ防止機構であって、基部と、前記基部に前記カメラモジュールの光軸方向で対向して設けられた可動部であって、前記基部に対して、前記光軸方向に直交する第１方向、前記光軸方向及び前記第１方向に直交する第２方向、の各方向に移動可能に支持された可動部と、前記基部と前記可動部とを連結し、前記可動部を前記第１方向及び前記第２方向のうちの少なくとも一つの方向に移動させるための駆動力を発する駆動部と、を備え、前記可動部は撮像素子を備え、前記駆動部は、駆動ワイヤを、前記第１方向に対向するように一対有し、前記第２方向に対向するように一対有しており、前記駆動ワイヤの両端は前記基部に固定されており、前記駆動ワイヤの中間部は前記可動部に取り付けられており、前記駆動ワイヤのうち少なくとも１本を長さ方向に変形させることにより、前記可動部を前記駆動ワイヤの両端に近づく方向に移動させる、手ブレ防止機構である。

また、前記駆動ワイヤは、加熱されることで長さ方向に収縮するものとできる。

また、前記一対を構成する前記駆動ワイヤの一方が収縮した場合、前記一対を構成する前記駆動ワイヤの他方は伸長するものとできる。

また、前記駆動ワイヤは、金属により形成されていることができるが、本発明を実現可能な他の材料により形成されることもでき、好ましくは、形状記憶合金から形成されているものとできる。

また、前記基部は給電電極を備え、前記駆動ワイヤの両端は、前記給電電極に固定されることで前記基部に固定されると共に、前記給電電極に電気的に接続されており、前記駆動ワイヤは、通電により自己が発熱することで前記収縮がなされるものとできる。

また、前記可動部は、前記光軸方向視の形状が四角形であって、前記可動部は、前記基部に向かって突出したワイヤ変曲部を四隅に備え、前記ワイヤ変曲部の側面には、前記駆動ワイヤの前記中間部が当接することにより、前記駆動ワイヤの前記中間部が前記可動部に取り付けられているものとできる。

また、前記ワイヤ変曲部は、前記駆動ワイヤが前記光軸方向にずれることを規制する溝または突起を備えるものとできる。

また、前記第１方向に対向する前記一対の駆動ワイヤは、前記第１方向で対称に配置され、前記第２方向に対向する前記一対の駆動ワイヤは、前記第２方向で対称に配置され、前記第１方向に対向する前記一対の駆動ワイヤ、及び、前記第２方向に対向する前記一対の駆動ワイヤの中心位置に、前記撮像素子の前記光軸方向視の中心が一致するものとできる。

また、前記カメラモジュールに加えられた振動を検出する振動検出部と、前記振動検出部が検出した振動に応じて制御を行う制御部と、を備えるものとできる。

また、前記制御部は、前記振動検出部が検出した振動の大きさに応じて、前記駆動ワイヤを変形させるためのエネルギーの入力を前記駆動部に対して行わせ、前記振動検出部が振動を検出しなくなると、前記エネルギーの入力を停止させるものとできる。

また、前記基部と前記可動部の一方は永久磁石を備え、他方はホール素子を備え、前記ホール素子は、前記基部に対する前記可動部の、前記第１方向及び前記第２方向のうちの少なくとも一つの方向の位置関係を検出するものとできる。

また、本発明の他の一つの形態は、前記手ブレ防止機構を内蔵したカメラモジュールである。

また、本発明の他の一つの形態は、前記カメラモジュールを備えた携帯端末である。

図１は、スマートフォンの手ブレ防止について示す概要図である。 図２は、手ブレ防止機構における処理に関して示す概要図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る手ブレ防止機構が設けられたカメラモジュールのうち、説明に必要な部分を簡略的に示した縦断面図である。 図４は、前記手ブレ防止機構を示し、可動部におけるベースプレートの後面位置から後方を見た場合の図である。 図５は、図４から説明に必要な部分を抜き出して示した図である。 図６は、図４から説明に必要な部分を抜き出して示した図である。 図７Ａは、前記手ブレ防止機構における可動部のうち撮像部を示す側面図である。 図７Ｂは、前記手ブレ防止機構における基部と可動部（撮像部を除く）を示す側面図である。 図８Ａは、前記手ブレ防止機構における基部を示す平面図である。 図８Ｂは、前記手ブレ防止機構における基部を示す右側面図である。 図９Ａは、前記手ブレ防止機構における可動部（撮像素子支持部を除く）を示す右側面図である。 図９Ｂは、前記手ブレ防止機構における可動部（撮像素子支持部を除く）を示す底面図である。

本発明の一実施形態に係る手ブレ防止機構３に関し、図面を示しつつ説明する。なお、以下の「光軸方向」は、カメラモジュール２の光軸方向である。被写体側を前方（図３上では左方向）、撮像素子３２ｂ１側を後方（図３上では右方向）とする。

本実施形態の手ブレ防止機構３は、携帯端末１（例えばスマートフォン、タブレット）等が備えるカメラモジュール２に内蔵される。まず、図１及び図２に携帯端末１における手ブレ防止機能の概要を示す。手ブレ防止機能自体は公知であるため、簡単に説明する。図１に示すように携帯端末１（スマートフォンを例示）にユーザーの手等から振動が伝わることがある。この振動はカメラモジュール２に伝わる。振動は、例えば図１に矢印で示すような回転運動成分を有している。なお、直線移動成分を有することもある。

図２に示すように、携帯端末１の内部にはジャイロセンサ１１及びサーボドライバ１２が設けられており、カメラモジュール２にはアクチュエータ１３及びセンサ１４が設けられている。カメラモジュール２に振動が伝わると、ジャイロセンサ１１が検知し、サーボドライバ１２がアクチュエータ１３をセンサ１４の検知下で駆動させ、それをループする（サーボループ）させることにより、レンズから取り込まれて撮像素子３２ｂ１に投影される画像をブレないものとできる。

図３に、カメラモジュール２の構成を簡略的に示す。携帯端末１にレンズ支持部２１が支持されている。図示を省略しているが、レンズ支持部２１にはレンズ、絞り、オートフォーカス機構が設けられている。レンズ支持部２１の光軸方向後方に、レンズを通過して結像した撮像光を受ける撮像素子３２ｂ１が設けられている。この撮像素子３２ｂ１は手ブレ防止機構３に設けられている。

手ブレ防止機構３は、基部３１、可動部３２、駆動部３３を備える。基部３１は、手ブレ防止機構３（及びカメラモジュール２）において固定的に設けられた、板状の部分である。図７Ｂに示すように、基部３１は、剛性を有していて平板状のベースプレート３１１と、ベースプレート３１１の前面に貼り合わせられ、ベースプレート３１１と比べて柔軟なフレキシブル基板（Flexible Printed Circuits、ＦＰＣ）３１２とを備える（図８Ａ、図８Ｂ参照）。ベースプレート３１１は光軸方向視の形状が四角形（具体的には長方形）とされている。フレキシブル基板３１２のうちベースプレート３１１に重なる部分は、ベースプレート３１１と同一形状とされている。基部３１は給電電極３１３を備える。給電電極３１３は、ベースプレート３１１に光軸方向の前方に突出するようにして固定されている。給電電極３１３には、カメラモジュール２における手ブレ防止機構３の外部から矩形波状の電流が供給されている。なお、供給される電流は、直流電流や、矩形波以外の波形を有する電流であってもよい。

可動部３２は、基部３１に光軸方向で対向して設けられた板状の部分である。可動部３２は、平板状のベースプレート３２１を備える。ベースプレート３２１は、光軸方向視の形状が四角形（具体的には長方形）とされている。図７Ａ、図７Ｂに示すように、可動部３２は、可動機構部３２ａと、可動機構部３２ａとは別体であって、例えば可動機構部３２ａに接着によって取り付けられることで、可動機構部３２ａに一体化される撮像部３２ｂとを備える。撮像部３２ｂは撮像素子３２ｂ１を備えている。

可動部３２は、基部３１に対して、光軸方向に直交する第１方向Ｘ、光軸方向及び第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙ、の各方向に移動可能に支持されている。ここで、本実施形態の説明では、図４に示す左右方向を第１方向Ｘとし、上下方向を第２方向Ｙとする。なお、可動部３２は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとが合成された方向（図４における斜め方向であって、角度は任意）にも移動可能である。

図９Ａ、図９Ｂに示すように、可動部３２は、ベースプレート３２１から後方に（基部３１に向かって）突出したワイヤ変曲部３２２を四隅に備える。つまり、可動部３２においてワイヤ変曲部３２２は４箇所に設けられている。本実施形態のワイヤ変曲部３２２は、ベースプレート３２１の後面から突出した円柱状の突起である。ワイヤ変曲部３２２は樹脂等の絶縁体から形成されている。ワイヤ変曲部３２２において湾曲した側面には駆動ワイヤ３３１が引っ掛けられている。具体的に、図４に示すように、４個のワイヤ変曲部３２２で形成される仮想の四角形を基準とした、各ワイヤ変曲部３２２の外側を向いている外側部分３２２ａの一部に沿うようにして、駆動ワイヤ３３１が引っ掛けられている。これにより、光軸方向視において駆動ワイヤ３３１が変曲させられる。本実施形態では、図４に示すように、駆動ワイヤ３３１が鋭角で変曲しているが、直角や鈍角の変曲であってもよい。ワイヤ変曲部３２２は、駆動ワイヤ３３１が光軸方向にずれることを規制する溝３２２１を備える（図９Ａ参照）。この溝３２２１は、円柱状であるワイヤ変曲部３２２の軸方向に直交するように、ワイヤ変曲部３２２の側面に設けられる。なお、溝３２２１の代わりに駆動ワイヤ３３１を引っ掛ける突起が設けられていてもよい。また、ワイヤ変曲部３２２の外周面全体が湾曲面とされ、湾曲面の凹んだ部分に駆動ワイヤ３３１が引っ掛けられてもよい。

ワイヤ変曲部３２２の軸方向端部には回転部３２３が設けられている。回転部３２３は、ワイヤ変曲部３２２の、基部３１に対向する端面から一部が突出するように埋め込まれた回転体（具体的にはボール）を備える。回転部３２３は基部３１の前面（平面）に当接していて、基部３１の前面に対して回転する。これにより可動部３２が基部３１に対する距離を一定に保ったまま、光軸方向に直交する面方向に移動する。

基部３１と可動部３２とは、光軸方向に分離しないように、面方向への移動を許容しつつ、光軸方向に位置保持されている。具体的には、可動部３２の後面に設けられた複数（本実施形態では４個）の永久磁石３２４と、基部３１の前面であり、前記複数の永久磁石３２４に対向する位置に設けられた磁性体３１４（例えば鋼材）との、磁力による吸引力によって光軸方向に位置保持されている。永久磁石３２４と磁性体３１４との間の吸引力は、基部３１に対して可動部３２が最大限ずれた場合にも作用するように設定されている。また、図示していないが、基部３１と可動部３２とは、面方向についても、駆動部３３の駆動する範囲を超えた移動を規制するため、可動部３２に当接するストッパー等を設けることで、面方向に位置保持されている。

可動部３２には、図９Ｂに示すように、ワイヤ変曲部３２２の他に円柱状のワイヤガイド３２５が設けられている。このワイヤガイド３２５は可動部３２のベースプレート３２１から後方に突出している。ワイヤガイド３２５は樹脂等の絶縁体から形成されている。図４、及び、図４から一部構成を抜き出した図５に示すように、このワイヤガイド３２５は、各駆動ワイヤ３３１の通る経路で、給電電極３１３とワイヤ変曲部３２２（前記経路上で給電電極３１３に最も近いもの）との間に位置している。ワイヤガイド３２５の外周面に、一対が第１方向Ｘに対向している方の各駆動ワイヤ３３１（図５において示した駆動ワイヤ３３１と、左右対称となる駆動ワイヤ３３１（図示しない）との２本の組み合わせにおけるもの）が当接する。このため、ワイヤガイド３２５は第２方向Ｙに対向して２本設けられている。ワイヤガイド３２５の外周面と各駆動ワイヤ３３１の当接状態は、各駆動ワイヤ３３１の伸縮及び可動部３２の基部３１に対する移動に応じて変化する。ワイヤガイド３２５は、給電電極３１３とワイヤ変曲部３２２との間において、各駆動ワイヤ３３１の、延びる方向に交わる方向のぶれを抑制する。

ここで、本実施形態では、配置の都合上、基部３１にも円柱状のワイヤガイド３１５が設けられている。このワイヤガイド３１５は基部３１のベースプレート３１１から前方に突出している。ワイヤガイド３１５は樹脂等の絶縁体から形成されている。ワイヤガイド３１５は、図８Ａに示された、フレキシブル基板３１２に設けられた貫通穴３１５ｈを貫通している。図４、及び、図４から一部構成を抜き出した図６に示すように、このワイヤガイド３１５は、各駆動ワイヤ３３１の通る経路で、給電電極３１３とワイヤ変曲部３２２（前記経路上で給電電極３１３に最も近いもの）との間に位置している。ワイヤガイド３１５の外周面に、一対（２本）が第２方向Ｙに対向している方の各駆動ワイヤ３３１が当接する。このため、ワイヤガイド３１５は第１方向Ｘに対向して２本設けられている。ワイヤガイド３１５の外周面と各駆動ワイヤ３３１の当接状態は、各駆動ワイヤ３３１の伸縮に応じて変化する。このワイヤガイド３１５は可動部３２のワイヤガイド３２５と同様、給電電極３１３とワイヤ変曲部３２２との間において、各駆動ワイヤ３３１の、延びる方向に交わる方向のぶれを抑制する。

基部３１と可動部３２の一方（本実施形態では可動部３２）は永久磁石３２４を備え、他方（本実施形態では、手ブレ防止機構３における固定側の基部３１）はホール素子３１６を備える。ホール素子３１６は、図８Ａ、図８Ｂに示すように、第１方向Ｘに延びる一対（２個）の磁性体３１４のうち一組（図８Ａにおける上側の磁性体３１４）と、第２方向Ｙに延びる一対（２個）の磁性体３１４のうち一組（図８Ａにおける左側の磁性体３１４）であって、各方向に並ぶ２個の磁性体３１４に挟まれるように設けられている。このホール素子３１６により、磁性体３１４に対向した位置に設けられている永久磁石３２４の発する磁気を検出することにより、基部３１に対する可動部３２の、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの位置関係を検出する。このようにホール素子３１６が、各方向に並ぶ２個の磁性体３１４に挟まれるように設けられていることで、永久磁石３２４と磁性体３１４との間の吸引力（磁力）による、基部３１と可動部３２との光軸方向での位置保持と、基部３１に対する可動部３２の位置関係の検出を同じ部分で行うことができる。

駆動部３３は、基部３１と可動部３２とを連結し、可動部３２を第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのうちの少なくとも一つの方向に移動させるための駆動力を発する部分である。駆動部３３は図４に示すように、駆動ワイヤ３３１を、第１方向Ｘに対向するように一対（２本）有し、第２方向Ｙに対向するように一対（２本）有している。つまり、駆動ワイヤ３３１は４本用いられている。駆動ワイヤ３３１は、長さ方向に変形可能（伸縮可能）に構成されている。具体的に、駆動ワイヤ３３１は、加熱されることで長さ方向に収縮するものであって、本実施形態では形状記憶合金（Shape Memory Alloy、ＳＭＡ）から形成されている。複数の駆動ワイヤ３３１は光軸方向に前後にずれて配置されている。このため、伸縮に伴って互いに干渉しない。なお少なくとも、図４に示されている、駆動ワイヤ３３１同士が光軸方向視で交差する部分とその周囲につき、駆動ワイヤ３３１が前後にずれて配置されていればよい。駆動ワイヤ３３１は細いため、光軸方向にずれて配置しても、手ブレ防止機構３の光軸方向の寸法に影響を与えることはほとんどない。駆動ワイヤ３３１は、例えば横断面が円状である線状のものである。このような形状記憶合金製ワイヤは、汎用品が入手しやすいため、コスト的に有利である。駆動ワイヤ３３１の太さは長さ方向にわたって一定とされている。また、材質も長さ方向にわたって均質とされている。断面寸法は種々に設定できるが、例えば直径５０μｍに設定できる。断面寸法は、駆動ワイヤ３３１の一端から他端までの必要長さ、伸縮の反応精度、耐久性等を考慮して決定できる。駆動ワイヤ３３１は、加熱がされなくなると、自然冷却により元の長さに戻る。つまり、加熱がされなくなると長さ方向に伸長する。この伸長は、駆動ワイヤ３３１に外力がかかることでもなされる。外力は、例えば、一対（２本）を構成する他の１本の駆動ワイヤ３３１が収縮することにより生じる引張力である。

駆動ワイヤ３３１の両端（詳しくは、駆動ワイヤ３３１のうちで駆動力が生じる部分のうち両端）は基部３１（給電電極３１３）に固定されており、駆動ワイヤ３３１の中間部は、ワイヤ変曲部３２２に引っ掛けられることで可動部３２に位置ずれ可能に取り付けられている。駆動ワイヤ３３１の、自由状態（収縮状態及び伸長状態でない）での張力は、弛みが生じない程度に設定されている。駆動ワイヤ３３１を自由状態で張った状態としておくことにより、反応の俊敏性を確保できる。なお、張力は、携帯端末１の使用が想定される気温変化を考慮して設定することができる。

図４に示すように、第１方向Ｘに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１は、第１方向Ｘで対称に配置され、第２方向Ｙに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１は、第２方向Ｙで対称に配置されている。第１方向Ｘに対向する一対の駆動ワイヤ３３１、及び、第２方向Ｙに対向する一対の駆動ワイヤ３３１の中心位置に、撮像素子３２ｂ１の光軸方向視の中心（長方形または正方形では対角線の交わる位置）が一致するように配置される。駆動ワイヤ３３１のうち少なくとも１本を変形させる（具体的には、駆動ワイヤ３３１が加熱されることで収縮する）ことにより、可動部３２を駆動ワイヤ３３１の両端に近づく方向に移動させることができる。

本実施形態では、駆動ワイヤ３３１の加熱は、駆動ワイヤ３３１自体への通電で生じる抵抗熱を利用してなされる。このため、駆動ワイヤ３３１の両端は、基部３１における給電電極３１３に電気的に接続されている。給電電極３１３に対する駆動ワイヤ３３１の接続は、例えば結び付け、挟み込み、ねじ止め等の物理的結合でなされてもよいし、はんだや導電性接着剤を用いた接着でなされてもよい。給電電極３１３のうち、駆動ワイヤ３３１の一端側が固定される側は正極、他端側が固定される側は負極とされている。また、駆動ワイヤ３３１の中間部は、ワイヤ変曲部３２２の側面に当接する。駆動ワイヤ３３１は、給電電極３１３から供給される電流により自己が発熱することで収縮がなされる。このため本実施形態では、駆動ワイヤ３３１の収縮は部分的ではなく、全長にわたってなされる。各方向Ｘ，Ｙに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち一方の１本が通電により収縮する際、他方の１本は通電がされないことで非加熱状態とされ、自発的には収縮も伸長もしない。しかし、他方の駆動ワイヤ３３１は、一方の駆動ワイヤ３３１の収縮に伴う力を受けて、他方の駆動ワイヤ３３１自体が有する弾性によって伸長させられる。作用を具体的に説明すると、通電されて収縮する一方の駆動ワイヤ３３１は、当該駆動ワイヤ３３１が引っ掛けられたワイヤ変曲部３２２に対して駆動力を伝達する。これに伴い可動部３２が移動する。その結果、移動する可動部３２が備える別のワイヤ変曲部３２２に引っ掛けられた他方の駆動ワイヤ３３１（非通電）は強制的に伸長させられることになる。このように、本実施形態では、一対を構成する前記駆動ワイヤ３３１の一方が収縮した場合、前記一対を構成する前記駆動ワイヤ３３１の他方は伸長するように構成されている。これにより、駆動ワイヤ３３１の一方により生じる駆動力が駆動ワイヤ３３１の他方により阻害されない。さらに、駆動ワイヤ３３１の他方の張力が可動部３２にかかった状態で駆動ワイヤ３３１の一方が収縮することから、可動部３２を安定的に移動させられる。ここで外観上、各方向Ｘ，Ｙに対向する一対（それぞれ２本）の駆動ワイヤ３３１は、一方（１本）が収縮して他方（１本）が伸長するという関係となるから連動するように見える。

図４に示された、第１方向Ｘ（図示左右方向）に対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち、説明を容易にするために１本を抜き出して図５に示す。なお、第１方向Ｘに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち、図５に示したものと対向する位置関係にあるものは、図示されているものに対し、光軸方向視で１８０°対称の動作（図示における左右逆の動作）をする。なお、前述のように、一対（２本）の駆動ワイヤ３３１は、一方の１本が収縮する際には他方の１本は収縮しないように制御され、同時に両方（２本）の収縮力が対抗しないようにされている。また、第２方向Ｙ（図示上下方向）に対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち、説明を容易にするために１本を抜き出して図６に示す。また、第２方向Ｙに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち、図６に示したものと対向する位置関係にあるものは、図示されているものに対し、光軸方向視で１８０°対称の動作（図示における上下逆の動作）をする。なお、第２方向Ｙに対向する一対の駆動ワイヤ３３１のそれぞれは、図５に示したものに対し、光軸方向視で９０°対称の動作をする（図６参照）。このため、以下の詳細な説明は、図５に関してのみ行う。

図５に示した駆動ワイヤ３３１（一対のうち１本）は、図示した位置関係にて、まず、第１経路３３１ａとして、左上の給電電極３１３から上側のワイヤガイド３２５を通り、右上のワイヤ変曲部３２２まで右斜め上方向に延びる。右上のワイヤ変曲部３２２で駆動ワイヤ３３１は下方向に曲げられ、第２経路３３１ｂとして、右下のワイヤ変曲部３２２まで下（真下）方向に延びる。右下のワイヤ変曲部３２２で駆動ワイヤ３３１は左方向に曲げられる。次に、第３経路３３１ｃとして、右下のワイヤ変曲部３２２から下側のワイヤガイド３２５を通り、左下の給電電極３１３まで左斜め上方向に延びる。このように、本実施形態の駆動ワイヤ３３１が通る経路（連続する第１経路３３１ａ～第３経路３３１ｃ）は、ほぼ台形の形状（「脚」に相当する第１経路３３１ａと第３経路３３１ｃとが対称形状）であって、ワイヤ変曲部３２２が台形の「下底」（第２経路３３１ｂが相当する）と「脚」との交差部分にあり、台形の「上底」を除いた部分の各辺に沿うようにして駆動ワイヤ３３１が配置されている。なお、駆動ワイヤ３３１は台形（厳密な台形形状）の辺の全部に沿って配置されている必要はなく、例えばワイヤ変曲部３２２では駆動ワイヤ３３１が湾曲することから、台形の辺とは離れて配置されている。

この駆動ワイヤ３３１が通電されると、駆動ワイヤ３３１全体が長さ方向に収縮する。これにより、図示上下の経路（第１経路３３１ａ及び第３経路３３１ｃ）にて、各径路に沿って図に記載した矢印のうちで左方向（詳しくは、第１経路３３１ａは左斜め下方向、第３経路３３１ｃは左斜め上方向）に駆動ワイヤ３３１が全体的に移動する。図示右側の経路（第２経路３３１ｂ）においても、この経路の収縮に伴い駆動ワイヤ３３１が全体的に移動する。給電電極３１３は固定された基部３１に設けられているため、可動部３２に設けられた図示上下のワイヤ変曲部３２２は図示左方向に移動する。従って、可動部３２が図５の中央に描かれた矢印の左方向に移動する。一方、駆動ワイヤ３３１への通電が停止すると、自然冷却により駆動ワイヤ３３１全体が長さ方向に伸長する。これと同時に、一対を構成するうちで、図５に示していない他の１本の駆動ワイヤ３３１が自己の有する張力によって収縮する（なお、通電により収縮させることもできる）。これに伴い、前記通電時とは逆に、可動部３２が図５の中央に描かれた矢印の右方向に移動する。

第１経路３３１ａと第３経路３３１ｃとは、第１方向Ｘに沿う仮想線（図示していない）を基準として対称に配置されている。よって、第１経路３３１ａと第３経路３３１ｃとは、長さが等しく、光軸方向視での前記仮想線に対する角度も等しい。また、第１経路３３１ａと第２経路３３１ｂとがなす角度と、第２経路３３１ｂと第３経路３３１ｃとがなす角度も等しい。このように各径路が配置されていることにより、駆動ワイヤ３３１全体が収縮すると、駆動ワイヤ３３１が引っ掛けられた、図示上下に位置する二つのワイヤ変曲部３２２は、前記仮想線に沿って等しい距離を移動する。このため、ワイヤ変曲部３２２が設けられたベースプレート３２１も同じ距離を移動する。

本実施形態においては、駆動ワイヤ３３１は４本が図４に示されているように配置されている。第１方向Ｘに可動部３２を移動させる場合、第１方向Ｘに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１は、１本が通電状態となり、他の１本が非通電状態とされる。また、第２方向Ｙに可動部３２を移動させる場合、第２方向Ｙに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１は、１本が通電状態となり、他の１本が非通電状態とされる。第１方向Ｘ側の駆動ワイヤ３３１と第２方向Ｙ側の駆動ワイヤ３３１とは同時に通電されることがある。この場合、斜め方向に可動部３２を移動させることができる。第１方向Ｘ側の駆動ワイヤ３３１と第２方向Ｙ側の駆動ワイヤ３３１に通電する電流に差を設けることで、第１方向Ｘまたは第２方向Ｙに対する移動角度を調整できる。

ここで比較例として、光軸方向視で正方形に形成した可動部における対角二点を固定点、他の対角二点を動作点に設定し、動作点を形状記憶合金製の駆動ワイヤによって、可動部の周縁に沿う方向である一方向と、前記一方向に直交する他方向に移動させる構成を挙げる。この比較例では、可動部の周縁に沿って直線状に延びる駆動ワイヤが４本配置される。ところが、この比較例では、所望の方向に可動部を移動させるために、二つの動作点を移動させる必要があるが、このためには４本の駆動ワイヤの通電制御（オン、オフ）が複雑になってしまう。

これに対し、本実施形態では、第１方向Ｘに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち１本と、第２方向Ｙに対向する一対（２本）の駆動ワイヤ３３１のうち１本とを選択して通電する、または、第１方向Ｘに対向する一対の駆動ワイヤ３３１のうち１本のみを通電する、または、第２方向Ｙに対向する一対の駆動ワイヤ３３１のうち１本のみを通電するだけで、可動部３２を所望の方向に移動させることができる。このため、コスト的に有利な簡略な構成でありながら、高性能な手ブレ防止機構３を実現できる。そして本実施形態では、駆動ワイヤ３３１を駆動源として用いることにより、手ブレ防止機構３を、従来に比べて共鳴しにくくでき、姿勢差が小さくなり、低コストとできる。

次に、カメラモジュール２、またはカメラモジュール２を備えた機器（携帯端末１）は、カメラモジュール２に加えられた振動を検出する振動検出部と、振動検出部が検出した振動に応じて制御を行う制御部（図示しない）と、を備える。なお、携帯端末１におけるカメラモジュール２の手ブレに対応するべく手ブレ防止機構３を制御するための構成（例えば、制御部や、本説明で特記しなかったセンサ類）は、公知の構成を利用できる。振動検出部には、例えば前述したジャイロセンサ１１（図１参照）が用いられる。制御部は、振動検出部が検出した振動の大きさに応じて、駆動ワイヤ３３１を加熱するためのエネルギーの入力（本実施形態では通電）を駆動部３３に対して行わせ、振動検出部が振動を検出しなくなると、エネルギーの入力を停止させる。

駆動ワイヤ３３１への入力である通電から、出力である収縮までの時間差を考慮して制御部が制御することにより、手ブレによりカメラモジュール２に加わる振動への応答性を良好にできる。また、制御部により、各方向Ｘ，Ｙに対向する一対の駆動ワイヤ３３１の一方の通電と他方の通電とを瞬時に切り換えることで、基部３１に対する可動部３２の俊敏な移動を実現できる。以上のような制御により、カメラモジュール２の手ブレに、撮像素子３２ｂ１に影響させないように対応できる。

以上、本実施形態についてまとめると、本実施形態は、カメラモジュール２に内蔵される手ブレ防止機構３であって、基部３１と、前記基部３１に前記カメラモジュール２の光軸方向で対向して設けられた可動部３２であって、前記基部３１に対して、前記光軸方向に直交する第１方向Ｘ、前記光軸方向及び前記第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙ、の各方向に移動可能に支持された可動部３２と、前記基部３１と前記可動部３２とを連結し、前記可動部３２を前記第１方向Ｘ及び前記第２方向Ｙのうちの少なくとも一つの方向に移動させるための駆動力を発する駆動部３３と、を備え、前記可動部３２は撮像素子３２ｂ１を備え、前記駆動部３３は、駆動ワイヤ３３１を、前記第１方向Ｘに対向するように一対有し、前記第２方向Ｙに対向するように一対有しており、前記駆動ワイヤ３３１の両端は前記基部３１に固定されており、前記駆動ワイヤ３３１の中間部は前記可動部３２に取り付けられており、前記駆動ワイヤ３３１のうち少なくとも１本を長さ方向に変形させることにより、前記可動部３２を前記駆動ワイヤ３３１の両端に近づく方向に移動させる、手ブレ防止機構３である。

この構成によると、各方向Ｘ，Ｙに対向するように一対設けられた、形状記憶合金製の駆動ワイヤ３３１のうち少なくとも１本を変形させることにより、撮像素子３２ｂ１を備えた可動部３２を基部３１に対して移動させられる。

また、前記駆動ワイヤ３３１は、加熱されることで長さ方向に収縮するものとできる。

この構成によると、駆動ワイヤ３３１の収縮力を、可動部３２を基部３１に対して移動させる力に利用できる。

また、前記一対を構成する前記駆動ワイヤ３３１の一方が収縮した場合、前記一対を構成する前記駆動ワイヤ３３１の他方は伸長するものとできる。

この構成によると、駆動ワイヤ３３１の一方により生じる駆動力が駆動ワイヤ３３１の他方により阻害されない。

また、前記駆動ワイヤ３３１は、形状記憶合金から形成されているものとできる。

この構成によると、駆動ワイヤ３３１を、入手が容易な材料で形成できる。

また、前記基部３１は給電電極３１３を備え、前記駆動ワイヤ３３１の両端は前記給電電極３１３に固定されることで前記基部３１に固定されると共に、前記給電電極３１３に電気的に接続されており、前記駆動ワイヤ３３１は、通電により自己が発熱することで前記収縮がなされるものとできる。

この構成によると、駆動ワイヤ３３１が、通電により自己が発熱することで収縮がなされることから、駆動ワイヤ３３１を加熱させるための別個の加熱手段が不要である。

また、前記可動部３２は、前記光軸方向視の形状が四角形であって、前記可動部３２は、前記基部３１に向かって突出したワイヤ変曲部３２２を四隅に備え、前記ワイヤ変曲部３２２の側面には、前記駆動ワイヤ３３１の前記中間部が当接することにより、前記駆動ワイヤ３３１の前記中間部が前記可動部３２に取り付けられているものとできる。

この構成によると、可動部３２の四隅に備えられたワイヤ変曲部３２２により、各方向Ｘ，Ｙに対向する一対の駆動ワイヤ３３１を容易に構成できる。

また、前記ワイヤ変曲部３２２は、前記駆動ワイヤ３３１が前記光軸方向にずれることを規制する溝または突起を備えるものとできる。

この構成によると、溝または突起により、ワイヤ変曲部３２２が駆動ワイヤ３３１を光軸方向で安定的に保持できる。

また、前記第１方向Ｘに対向する前記一対の駆動ワイヤ３３１は、前記第１方向Ｘで対称に配置され、前記第２方向Ｙに対向する前記一対の駆動ワイヤ３３１は、前記第２方向Ｙで対称に配置され、前記第１方向Ｘに対向する前記一対の駆動ワイヤ３３１、及び、前記第２方向Ｙに対向する前記一対の駆動ワイヤ３３１の中心位置に、前記撮像素子３２ｂ１の前記光軸方向視の中心が一致するものとできる。

この構成によると、全ての駆動ワイヤ３３１が対称配置され、その配置における中心位置に撮像素子３２ｂ１の中心を位置させることで、手ブレ防止機構３の構成を単純化できる。

また、前記カメラモジュール２に加えられた振動を検出する振動検出部（ジャイロセンサ１１等）と、前記振動検出部が検出した振動に応じて制御を行う制御部と、を備えるものとできる。

この構成によると、振動検出部が検出した振動に応じて制御部が制御することで、高性能な手ブレ防止機構３とできる。

また、前記制御部は、前記振動検出部が検出した振動の大きさに応じて、前記駆動ワイヤ３３１を変形させるためのエネルギーの入力を前記駆動部３３に対して行わせ、前記振動検出部が振動を検出しなくなると、前記エネルギーの入力を停止させるものとできる。

この構成によると、制御部により駆動部３３に対するエネルギーの入力を制御することで、高性能な手ブレ防止機構３とできる。

また、前記基部３１と前記可動部３２の一方は永久磁石３２４を備え、他方はホール素子３１６を備え前記ホール素子３１６は、前記基部３１に対する前記可動部３２の、前記第１方向及び前記第２方向のうちの少なくとも一つの方向の位置関係を検出するものとできる。

この構成によると、永久磁石３２４とホール素子３１６との組み合わせにより、可動部３２の移動状態を検出するための構成を単純化できる。

また、本実施形態は、前記手ブレ防止機構を内蔵したカメラモジュール２であり、前記カメラモジュール２を備えた携帯端末１である。

以上のように構成された本実施形態によると、各方向Ｘ，Ｙに対向するように一対設けられた駆動ワイヤ３３１により、撮像素子３２ｂ１を備えた可動部３２を基部３１に対して移動させられるため、従来技術よりも優位であって、効率が良く、消費電力が小さく、共鳴が起こらず、コストが低い手ブレ防止機構３と、これを備えたカメラモジュール２、携帯端末１を提供できる。

本実施形態は以上のとおりであるが、本発明は、前述した形態に限定されず、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更されることが可能である。また、本発明の作用効果も、前記実施形態で述べたもの限定されない。即ち、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって本発明を制限するものではない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく特許請求の範囲によって画定される。また、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、前記実施形態では、駆動ワイヤ３３１は、給電電極３１３から供給される電流により自己が発熱することで収縮がなされるよう構成されていた。しかしこれに限らず、駆動ワイヤ３３１とは別の熱源を備えてもよい。この場合、給電電極３１３は不要であり、駆動ワイヤ３３１の両端は基部３１の別の位置に固定される。

また、前記実施形態では、駆動ワイヤ３３１の両端は基部３１に固定され、駆動ワイヤ３３１の中間部は可動部３２に取り付けられていた。しかし、これとは逆に、駆動ワイヤ３３１の両端が可動部３２に固定され、駆動ワイヤ３３１の中間部が基部３１に取り付けられた構成であってもよい。

また、前記実施形態のワイヤ変曲部３２２は円柱状の突起であったが、その他、駆動ワイヤ３３１の伸縮に伴い回転するプーリで実施することもできる。

また、前記実施形態では駆動ワイヤ３３１が４本用いられていた。しかし、手ブレ防止機構３が有する駆動ワイヤ３３１の本数は限定されない。このため、３本、または５本以上でもよい。なお、複数の駆動ワイヤ３３１の各々は回転対称位置に配置することが、制御を容易にするため望ましい。

また、ワイヤガイド３１５，３２５に、駆動ワイヤ３３１が通る溝を形成し、この溝によってワイヤガイド３１５，３２５に対する駆動ワイヤ３３１の位置決めを行ってもよい。

１ 携帯端末
２ カメラモジュール
３ 手ブレ防止機構
３１ 基部
３１１ ベースプレート（基部）
３１２ フレキシブル基板（ＦＰＣ）
３１３ 給電電極
３１４ 磁性体
３１５ ワイヤガイド
３１６ ホール素子
３２ 可動部
３２ａ 可動機構部
３２ｂ 撮像部
３２ｂ１ 撮像素子
３２１ ベースプレート（可動部）
３２２ ワイヤ変曲部
３２３ 回転部
３２４ 永久磁石
３３ 駆動部
３３１ 駆動ワイヤ
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向

Claims (13)

1. カメラモジュールに内蔵される手ブレ防止機構であって、
   基部と、
   前記基部に前記カメラモジュールの光軸方向で対向して設けられた可動部であって、前記基部に対して、前記光軸方向に直交する第１方向、前記光軸方向及び前記第１方向に直交する第２方向、の各方向に移動可能に支持された可動部と、
   前記基部と前記可動部とを連結し、前記可動部を前記第１方向及び前記第２方向のうちの少なくとも一つの方向に移動させるための駆動力を発する駆動部と、を備え、
   前記可動部は撮像素子を備え、
   前記駆動部は、駆動ワイヤを、前記第１方向に対向するように一対有し、前記第２方向に対向するように一対有しており、
   前記駆動ワイヤの両端は前記基部に固定されており、前記駆動ワイヤの中間部は前記可動部に取り付けられており、
   前記駆動ワイヤのうち少なくとも１本を長さ方向に変形させることにより、前記可動部を前記駆動ワイヤの両端に近づく方向に移動させ、
   前記可動部には、前記第２方向に対向するように、前記基部に向かって突出した２つの第１ワイヤガイドが設けられ、一対が前記第１方向に対向している方の各駆動ワイヤが前記２つの第１ワイヤガイドの外周面に当接する、手ブレ防止機構。
2. 前記駆動ワイヤは、加熱されることで長さ方向に収縮し、
   前記一対を構成する前記駆動ワイヤの一方が収縮した場合、前記一対を構成する前記駆動ワイヤの他方は伸長し、
   前記駆動ワイヤは、形状記憶合金から形成されている、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
3. 前記基部には、前記第１方向に対向するように、前記可動部に向かって突出した２つの第２ワイヤガイドが設けられ、一対が前記第２方向に対向している方の各駆動ワイヤが前記２つの第２ワイヤガイドの外周面に当接する、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
4. 前記基部は給電電極を備え、 前記駆動ワイヤの両端は、前記給電電極に固定されることで前記基部に固定されると共に、前記給電電極に電気的に接続されており、
   前記駆動ワイヤは、通電により自己が発熱することで前記収縮がなされる、請求項２に記載の手ブレ防止機構。
5. 前記可動部は、前記光軸方向視の形状が四角形であって、
   前記可動部は、前記基部に向かって突出したワイヤ変曲部を四隅に備え、
   前記ワイヤ変曲部の側面には、前記駆動ワイヤの前記中間部が当接することにより、前記駆動ワイヤの前記中間部が前記可動部に取り付けられている、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
6. 前記ワイヤ変曲部は、前記駆動ワイヤが前記光軸方向にずれることを規制する溝または突起を備える、請求項５に記載の手ブレ防止機構。
7. 前記ワイヤ変曲部の軸方向端部には回転部が設けられ、前記回転部は、前記ワイヤ変曲部の前記基部に対向する端面から一部が突出するように埋め込まれた回転体を備え、前記回転部は前記基部の表面に当接していて、前記基部の表面に対して回転する、請求項５に記載の手ブレ防止機構。
8. 前記第１方向に対向する前記一対の駆動ワイヤは、前記第１方向で対称に配置され、
   前記第２方向に対向する前記一対の駆動ワイヤは、前記第２方向で対称に配置され、
   前記第１方向に対向する前記一対の駆動ワイヤ、及び、前記第２方向に対向する前記一対の駆動ワイヤの中心位置に、前記撮像素子の前記光軸方向視の中心が一致する、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
9. 前記カメラモジュールに加えられた振動を検出する振動検出部と、
   前記振動検出部が検出した振動に応じて制御を行う制御部と、を備える、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
10. 前記制御部は、前記振動検出部が検出した振動の大きさに応じて、前記駆動ワイヤを変形させるためのエネルギーの入力を前記駆動部に対して行わせ、前記振動検出部が振動を検出しなくなると、前記エネルギーの入力を停止させる、請求項９に記載の手ブレ防止機構。
11. 前記基部と前記可動部の一方は永久磁石を備え、他方はホール素子を備え、
    前記ホール素子は、前記基部に対する前記可動部の、前記第１方向及び前記第２方向のうちの少なくとも一つの方向の位置関係を検出する、請求項１に記載の手ブレ防止機構。
12. 請求項１～１１のいずれかに記載の手ブレ防止機構を内蔵したカメラモジュール。
13. 請求項１２に記載のカメラモジュールを備えた携帯端末。