JP2006251818A - Camera module and mobile terminal using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラモジュールに関し、特に、小型軽量に構成したカメラモジュール及びこのカメラモジュールを搭載した携帯端末に関するものである。 The present invention relates to a camera module, and more particularly, to a small and lightweight camera module and a portable terminal equipped with the camera module.
一般に、カメラモジュールにおいては、オートフォーカス(AF)機能及びズーム機能を備えており、例えば、光学系レンズの側面側に円筒カムを配置して、この円筒カムによってズームレンズ枠とAFレンズ枠とを駆動するようにしたものがあり、ここでは、前面カバー(固定枠)に円筒カムの軸受け及びレンズ枠の軸受けを配置している。そして、ハウジング(ケース)に固体撮像素子(CCD)を直接配設して、円筒カムの側面に回動角度を検出するためのカムを配置し、メカニカルスイッチによって円筒カムの回動角度を検出するようにしている(特許文献1参照)。 In general, a camera module has an autofocus (AF) function and a zoom function. For example, a cylindrical cam is disposed on the side surface of an optical lens, and the zoom lens frame and the AF lens frame are arranged by the cylindrical cam. In this case, a cylindrical cam bearing and a lens frame bearing are arranged on the front cover (fixed frame). A solid-state imaging device (CCD) is directly disposed on the housing (case), a cam for detecting the rotation angle is arranged on the side surface of the cylindrical cam, and the rotation angle of the cylindrical cam is detected by a mechanical switch. (See Patent Document 1).
さらに、ケースの一辺側の隅にそれぞれAF用リードスクリューとズーム用リードスクリューとを配置して、リードスクリューに沿ってズームレンズ系の可動レンズ群を移動するようにしたものがあり、また、カムを駆動して撮影光学系を光軸方向に移動させる際、カムに通常変倍撮影用カム領域とマクロ撮影用カム領域とを連続して形成し、このカムをステップモータで駆動するようにしたものがあり、ここでは、所謂テレとマクロの2点切替でレンズ枠に隣接して円筒カムを配置して、この円筒カムによってAFレンズ枠とズームレンズ枠とを駆動するようにして、ステッピングモータは円筒カム側面側に配置されている。 In addition, there is an AF lead screw and a zoom lead screw arranged at the corner on one side of the case so that the movable lens group of the zoom lens system can be moved along the lead screw. When moving the photographic optical system in the optical axis direction by driving the cam, the cam region for normal magnification photographing and the cam region for macro photography are continuously formed on the cam, and this cam is driven by a step motor. Here, there is a stepping motor in which a cylindrical cam is arranged adjacent to the lens frame by so-called tele and macro two-point switching, and the AF lens frame and the zoom lens frame are driven by this cylindrical cam. Is disposed on the side of the cylindrical cam.
また、ステッピングモータにリードスクリューを一体的に設けて、リードスクリューをステッピングモータ22a,22bとともに独立的に保持部材で保持し、これら保持部材を鏡胴基体である函体11へ取り付ける取り付け部材を、リードスクリューに対して片側だけに配設するようにしたものがあり、ここでは、2本のリードスクリューによってズーム及びAF用レンズ枠を駆動し、ハウジングにレンズ枠のガイド支持部を設けて、ハウジング下部にCCDを配置している。
In addition, a lead screw is integrally provided in the stepping motor, the lead screw is held by the holding member independently together with the stepping motors 22a and 22b, and an attachment member for attaching these holding members to the
加えて、撮影レンズを駆動するためのフォーカスモータ及びズームモータと内部機構を駆動するシャッタモータ及び絞りモータとを備えて、撮影レンズの光軸と直交する平面を、光軸と直交し且つ相直交する第一軸と第二軸とにより分割した第1〜第4象限に、これらのモータをそれぞれ配置して、シャッタユニットのベースにフォーカスモータとズームモータとの回転中心軸を通過させるための切り欠き部を設けるようにしたものがある。 In addition, it has a focus motor and zoom motor for driving the photographic lens, and a shutter motor and aperture motor for driving the internal mechanism, and a plane perpendicular to the optical axis of the photographic lens is orthogonal to the optical axis and orthogonal to each other. These motors are arranged in the first to fourth quadrants divided by the first axis and the second axis, respectively, so that the center of rotation of the focus motor and the zoom motor passes through the base of the shutter unit. Some have a notch.
また、スクリュー軸によって可動レンズを光軸方向に駆動し、スクリュー軸を装置本体に回転可能に保持する軸受け部が型成形により一体形成されて、軸受け部を、互いにスライド方向が異なる複数のスライド型よって形成するようにしたものがあり、ここでは、2本のリードスクリューによってズーム及びAF用レンズ枠を駆動し、上部ハウジングで2本のリードスクリューの軸受けと2つのレンズ枠ガイドシャフトの軸受けを行って、下部ハウジングにCCDを保持するようにしている。 Also, a plurality of slide molds in which the movable lens is driven in the optical axis direction by a screw shaft and a bearing portion that rotatably holds the screw shaft in the apparatus body is integrally formed by molding, and the bearing portion has a different sliding direction. Therefore, in this example, the zoom and AF lens frame is driven by two lead screws, and the bearing of the two lead screws and the two lens frame guide shafts are performed by the upper housing. The CCD is held in the lower housing.
ところで、最近の携帯電話機などの携帯端末に用いられるカメラモジュールでは、固体撮像素子(CCD)の高画素化に伴って、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様に、高速、高精度なオートフォーカス(AF)機能及び焦点距離の変化(ズーム)機能が要求され、さらに、携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。 By the way, in recent camera modules used for mobile terminals such as mobile phones, high-speed, high-precision autofocus (with a high-resolution solid-state image pickup device (CCD)) as with a normal electronic camera (digital camera) ( AF) function and focal length change (zoom) function are required, and further, the miniaturization and weight reduction of the mobile terminal itself inevitably requires a reduction in the size and weight of the camera module.
このようなカメラモジュールにおけるオートフォーカス及び焦点距離の変化のためには、レンズ群を光軸方向に移動させることが必要であり、そのため、従来では、回転子を有する電磁モータ又はパルスモータが用いられ、ヘリコイド機構又はカムリング、リードスクリューなどを駆動してレンズ群を光軸方向に移動させている。 In order to change the autofocus and the focal length in such a camera module, it is necessary to move the lens group in the optical axis direction. Therefore, conventionally, an electromagnetic motor or a pulse motor having a rotor is used. The lens group is moved in the optical axis direction by driving a helicoid mechanism, a cam ring, a lead screw, or the like.
しかしながら、上記の回転子を用いた電磁モータは、回転子とその周囲に電磁石及び永久磁石が必要であり、軸方向長さを短くしたとしても円柱形状部分が不可欠であるから、カメラモジュールを小型化する上でのネックとなる。 However, the electromagnetic motor using the above rotor requires an electromagnet and a permanent magnet around the rotor, and a cylindrical portion is indispensable even if the axial length is shortened. It becomes a bottleneck in making it.
そのため、駆動源として、ピエゾ素子を用いることが提案されており、例えば、レンズ保持枠の外周面の突起に積層型圧電体の一端を固定して、圧電体の他端にバイモルフ圧電体の一端を固定して、さらに、突起の反対側には別のバイモルフ圧電体4を固定し、これらバイモルフ圧電体が電圧のオンで湾曲して、先端の係合部材と鏡筒内面とのクランプを外し、電圧オフで元の形に戻って鏡筒にクランプし、積層型圧電素子は電圧オンで伸長して、電圧オフで元の長さに戻り、バイモルフ圧電体を交互にクランプさせるとともに、積層圧電体を伸長及び復元させて、レンズを前進及び後退させるようにしたものがある(特許文献2参照)。 Therefore, it has been proposed to use a piezo element as a drive source. For example, one end of a multilayer piezoelectric body is fixed to a protrusion on the outer peripheral surface of a lens holding frame, and one end of a bimorph piezoelectric body is fixed to the other end of the piezoelectric body. In addition, another bimorph piezoelectric body 4 is fixed to the opposite side of the projection, and these bimorph piezoelectric bodies are bent when the voltage is turned on, and the clamp between the engagement member at the tip and the inner surface of the lens barrel is removed. When the voltage is turned off, it returns to its original shape and is clamped to the lens barrel. The laminated piezoelectric element expands when the voltage is turned on, returns to its original length when the voltage is turned off, and alternately clamps the bimorph piezoelectric material. There is one in which the body is extended and restored to move the lens forward and backward (see Patent Document 2).
また、レンズ保持枠を送るための回転送り部材に圧電素子を近接して配置して、この圧電素子によって回転送り部材に歩進的回転を与えるようにしたものがあり、ここでは、圧電素子をレンズ枠駆動用の送りネジの端部円周に接触配置している(特許文献3参照)。 In addition, there is a piezoelectric element that is disposed close to a rotary feed member for feeding a lens holding frame, and this piezoelectric element gives an incremental rotation to the rotary feed member. The lens frame is arranged in contact with the circumference of the end of the feed screw for driving the lens frame (see Patent Document 3).
さらに、レンズ保持枠を案内する案内部材に二種の圧電素子を一体的に取り付けて、これら圧電素子に交互に伸縮動作を行わせて、案内部材に間欠的送り動作を生じさせるようにしたものがあり、ここでは、圧電素子を、レンズ保持枠を駆動するための送りネジの端部に配置している(特許文献4参照)。 In addition, two types of piezoelectric elements are integrally attached to a guide member that guides the lens holding frame, and these piezoelectric elements are alternately expanded and contracted to cause an intermittent feed operation to the guide member. Here, the piezoelectric element is disposed at the end of the feed screw for driving the lens holding frame (see Patent Document 4).
また、電気信号を印加することにより振動する電気−機械エネルギー変換素子(圧電素子)を、ネジ部を有する出力部材に接触させて、この出力部材を変換素子の振動によって回転させて、出力部材のネジ部に移動部材を当接させて、ネジ部の回転に伴って移動部材を出力部材の軸方向に移動させるようにしたものがあり、ここでは、送りネジ端部の円筒形状部分の周囲に圧電素子を配置している(特許文献5参照)。 In addition, an electromechanical energy conversion element (piezoelectric element) that vibrates when an electric signal is applied is brought into contact with an output member having a screw portion, and the output member is rotated by vibration of the conversion element. There is one that moves the moving member in the axial direction of the output member along with the rotation of the screw part by bringing the moving member into contact with the screw part, and here, around the cylindrical part at the end of the feed screw A piezoelectric element is disposed (see Patent Document 5).
加えて、鏡筒と一体のスリーブ部をガイドバーに摺動可能に嵌合して、スリーブ部の外周面にリニア駆動式振動波アクチュエーターの振動子を板ばねで圧接して、圧電素子に所定の位相差の二つの交流電圧を印加し、スリーブ部に軸方向推力を加え、鏡筒を光軸に沿って移動するようにしたものがある(特許文献6参照)。 In addition, a sleeve portion integral with the lens barrel is slidably fitted to the guide bar, and a vibrator of a linear drive type vibration wave actuator is pressed against the outer peripheral surface of the sleeve portion with a leaf spring, so that the piezoelectric element is predetermined. There is one in which two alternating voltages of the above phase difference are applied, axial thrust is applied to the sleeve portion, and the lens barrel is moved along the optical axis (see Patent Document 6).
また、一つの移動レンズ枠に対して、それぞれ1個のセラミック振動子を移動レンズ枠又はレンズ装置の固定部(鏡筒)の何れかに配置して、セラミック振動子が配置されていない方の移動レンズ枠又は固定部の何れかの一部にセラミック振動子を圧接して、セラミック振動子セラミック振動子の楕円運動によってレンズ駆動を行うようにしたものがある。 For each moving lens frame, one ceramic vibrator is arranged in either the moving lens frame or the fixed portion (lens barrel) of the lens device, and the ceramic vibrator is not arranged. There is a type in which a ceramic vibrator is pressed against a part of either the moving lens frame or the fixed portion, and the lens is driven by an elliptical motion of the ceramic vibrator ceramic vibrator.
さらに、図21に示すように、軸回りに回転自在に設けられた駆動軸231のねじ部231Aにレンズ保持枠211を螺合して、圧電素子を備えた振動体301を駆動軸231の周面に当接して、駆動軸231を振動体301の振動によって回転運動させて、レンズ保持枠211を駆動軸231の軸方向に沿って進退駆動するようにしたものがある。
Further, as shown in FIG. 21, a
加えて、図22に示すように、圧電振動子1を板バネ3でガイド軸部材6に押圧し、圧電振動子1を可動レンズ保持部材5のスリーブ部に収納して、モータの回転運動を直線運動に変換するための伝達部材を無くしてスペース効率を向上させて、レンズ駆動装置を小型するようにしたものがある。
In addition, as shown in FIG. 22, the piezoelectric vibrator 1 is pressed against the guide shaft member 6 by the leaf spring 3, and the piezoelectric vibrator 1 is housed in the sleeve portion of the movable
ピエゾ素子(圧電素子)を用いた駆動源は、低速であるが、高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク(または保持力)を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有している。そして、ピエゾ素子を用いた駆動源として、例えば、長縁部及び短縁部と第一及び第二の面とを有する少なくとも一つの矩形の圧電板10を備え、第一及び第二の面に電極を取り付けるとともに、縁部の第一の縁部に中心にセラミックスペーサを取り付けて、弾性力を第一の縁部と反対の第二の縁部の中心に付与して、セラミックスペーサを物体に押し付け、電極に交流又は非対称の単一極のパルス電圧の何れかを印加するようにしたものがある(特許文献7参照)。
The drive source using a piezo element (piezoelectric element) is low speed, but has high torque, excellent response and controllability, can be positioned very finely, and has a holding torque (or holding force) when not energized, quietness And has advantages such as being small and light. And as a drive source using a piezo element, for example, it is provided with at least one rectangular
また、ピエゾ素子を用いた駆動源として、第1及び第2長辺、第1及び第2短辺、長辺と短辺で囲まれた前面及び裏面、この前面に接続された複数の電極と裏面に接続された対向電極を有する第1圧電プレートを備えるとともに、第1及び第2長辺、第1及び第2短辺、長辺と短辺で囲まれた前面及び裏面、前面に接続された複数の電極と裏面に接続された対向電極を有する第2圧電プレートを備えて、第1スペーサを第1圧電プレートの第1短辺の近傍の一端で第1長辺に取り付け、物体の表面に係合させ、第2スペーサを第2圧電プレートの第1短辺の近傍の一端で第1長辺に取り付けて、物体の表面に係合させて、各スペーサを物体の表面に押圧し、複数の電極に励起電圧を印加するようにして、第1圧電プレートの第1短辺を第2圧電プレートの第1短辺にほぼ平行でかつ近接させるようにしたものがある(特許文献8参照)。 Further, as a driving source using a piezoelectric element, first and second long sides, first and second short sides, front and back surfaces surrounded by long and short sides, a plurality of electrodes connected to the front surface, and A first piezoelectric plate having a counter electrode connected to the back surface is provided, and is connected to the front and back surfaces surrounded by the first and second long sides, the first and second short sides, the long side and the short side, and the front surface. A second piezoelectric plate having a plurality of electrodes and a counter electrode connected to the back surface, the first spacer being attached to the first long side at one end near the first short side of the first piezoelectric plate, The second spacer is attached to the first long side at one end near the first short side of the second piezoelectric plate and engaged with the surface of the object, and each spacer is pressed against the surface of the object, An excitation voltage is applied to the plurality of electrodes, and the first short side of the first piezoelectric plate is moved to the second pressure. The first short side of the plate is that so as to substantially parallel to and close (see Patent Document 8).
また、ピエゾ素子を用いた駆動源として、2つの長エッジ部、2つの短エッジ部、及び長エッジ部の1つに取り付けたスペーサを有する圧電プレートを備えて、軸心を中心として回動自在とした少なくとも1つのアームとを設け、アームが、軸心から離間してその両端に設けた第1と第2の端部、アームの第1端部に取り付けたリード/ライトヘッド、及び第2端部上に剛性の部材を有し、圧電プレートのスペーサを剛性部材に弾性的に付勢されて、圧電プレートを、軸心に対し可動とするようにしたものがある(特許文献9参照)。 In addition, it has a piezoelectric plate with a spacer attached to one of the two long edge portions, two short edge portions, and the long edge portion as a driving source using a piezo element, and can rotate around the axis. At least one arm, and the arm is provided with first and second ends provided at both ends thereof spaced apart from the axis, a read / write head attached to the first end of the arm, and a second There is a structure in which a rigid member is provided on the end portion, and a spacer of the piezoelectric plate is elastically biased by the rigid member so that the piezoelectric plate is movable with respect to the axis (see Patent Document 9). .
同様に、ピエゾ素子を用いた駆動源として、圧電プレートの一面に複数の電極を設けるとともに、他面に対向電極を設けて、軸回りに旋回可能なアームの一端にヘッドを設けるとともに、アームの他端に剛体を設けて、圧電プレートを剛体に弾性的に付勢するようにしたものがある(特許文献10参照)。 Similarly, as a drive source using a piezo element, a plurality of electrodes are provided on one surface of the piezoelectric plate, a counter electrode is provided on the other surface, a head is provided at one end of an arm that can be swung around an axis, There is one in which a rigid body is provided at the other end so that the piezoelectric plate is elastically biased toward the rigid body (see Patent Document 10).
さらに、ピエゾ素子を用いた駆動源として、ピエゾ素子が第1の電極グループと共通電極の間に電圧が印加されると第1の方向に運動を起こし、第2の電極グループと共通電極の間に電圧が印加されると第2の方向に運動を起こして、スイッチによって第1及び第2の電極グループを低電圧に接続して、第1又は第2の方向に選択的に運動を起こすようにしたものがある(特許文献11参照)。 Further, as a driving source using a piezo element, the piezo element moves in the first direction when a voltage is applied between the first electrode group and the common electrode, and between the second electrode group and the common electrode. When a voltage is applied to the first and second electrode groups, the first electrode group and the second electrode group are connected to a low voltage by a switch so as to selectively move in the first or second direction. (See Patent Document 11).
加えて、ピエゾ素子を用いた駆動源として、バイブレータが圧電性材料からなる複数の薄い層から形成された直方体の形状を有し、この層は第1及び第2の同一の比較的大きな四角い主面を備えて、主面が長い端面及び短い端面から規定され、層が積層されるとともに、主面を互いに接着されて、電極が層の面上に存在し、接触領域が層の1以上の端面に配置されて、接触領域に振動を励起するために電極に電圧を印加するようにしたものがある(特許文献12参照)。
ところで、携帯電話機などの携帯端末に用いられるカメラモジュールでは、常に小型化が要求されているので、このような携帯端末に適用するには駆動機構を小型化しなければならず、従来のカメラモジュールでは、ピエゾ素子を用いたとしても、レンズ保持部材とピエゾ素子とが独立的に存在して、レンズ保持部材をスライダーで移動させるようにしているため、小型に構成することが難しく、しかもその構成が複雑になってしまうという課題がある。 By the way, since a camera module used for a mobile terminal such as a mobile phone is always required to be downsized, the drive mechanism must be downsized to be applied to such a mobile terminal. Even if a piezo element is used, the lens holding member and the piezo element exist independently, and the lens holding member is moved by a slider. There is a problem that it becomes complicated.
上記事情に鑑み本発明は、ピエゾ素子を用いてオートフォーカス(AF)機能及びズーム機能を組み込んでも小型で軽量に構成できるカメラモジュールを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a camera module that can be configured to be small and light even if an autofocus (AF) function and a zoom function are incorporated using a piezoelectric element.
上記課題を解決するため、本発明におけるカメラモジュールは、少なくとも1つ以上の光学レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な第1のレンズ保持部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1のガイド軸受部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1の軸受部と、前記第1のガイド軸受部と当接することにより前記第1のレンズ保持部を移動可能にガイドするとともに、光軸と平行に配置したガイド軸部材と、前記第1の軸受部に挿通することによって前記第1のレンズ保持部を前記ガイド軸部材に沿って光軸方向に移動可能にガイドするとともに、前記第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第1のピエゾ素子により駆動力を受ける軸部材と、弾性力を有し前記第1のピエゾ素子を前記ピエゾ保持部に押圧固定する第1の固定部材と、を含み、該第1の固定部材に光軸と略直交方向に延在した前記第1のピエゾ素子を所定方向に押圧する押圧部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1の位置検出用部材と、をさらに含み、前記ガイド軸部材と前記軸部材は、外装となる筐体の角部でかつ互いが前記筐体が形成する対角線上の位置に夫々配置し、前記第1のレンズ保持部は、前記第1のガイド軸受部と前記第1の軸受部とを前記対角線上の略対向する位置に配置するとともに、前記第1の固定部材の前記押圧部と前記第1の位置検出用部材とを略対向する位置に配置したものである。 In order to solve the above-described problems, a camera module according to the present invention is arranged in a first lens holding unit that holds at least one optical lens and is movable in the optical axis direction, and the first lens holding unit. A first guide bearing portion, a first bearing portion arranged in the first lens holding portion, and the first guide bearing portion are brought into contact with each other to guide the first lens holding portion so as to be movable. And a guide shaft member arranged in parallel with the optical axis and a guide for movably moving the first lens holding portion in the optical axis direction along the guide shaft member by being inserted through the first bearing portion. A shaft member that receives a driving force by a first piezo element disposed in the piezo holding part of the first lens holding part, and a first member that has elasticity and presses and fixes the first piezo element to the piezo holding part. A pressing portion that presses the first piezo element extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis to the first fixing member in a predetermined direction, and disposed in the first lens holding portion. The guide shaft member and the shaft member are arranged at the corners of the casing serving as an exterior and at positions on the diagonal line formed by the casing, respectively. The first lens holding portion arranges the first guide bearing portion and the first bearing portion at substantially opposite positions on the diagonal, and the pressing portion of the first fixing member. The first position detection member is disposed at a position substantially opposite to the first position detection member.
本発明では、前記第1の固定部材は、前記押圧部と略対向する位置に配置した前記第1のレンズ保持部と係止する係止部とをさらに含んでいる。 In the present invention, the first fixing member further includes an engaging portion that engages with the first lens holding portion disposed at a position substantially opposite to the pressing portion.
本発明では、前記ピエゾ保持部は、前記第1のピエゾ素子の向かい合う側面二箇所と当接することにより前記第1のピエゾ素子を保持する。また、前記ピエゾ保持部は、前記二箇所の当接する部分以外の側面に肉抜き部を配置している。 In the present invention, the piezo holding unit holds the first piezo element by contacting two opposing side surfaces of the first piezo element. Further, the piezo holding portion is provided with a lightening portion on a side surface other than the two abutting portions.
本発明では、前記ピエゾ保持部は光軸と略直交する方向から前記第1のピエゾ素子を挿通可能な挿通部を備え、前記第1の固定部材は、前記挿通部に挿通した前記第1のピエゾ素子の端部を押圧する。また、前記第1の固定部材は、導電性の部材で構成されるとともに、前記第1のピエゾ素子の側面と略対向する位置に配置した絶縁部材を備えている。そして、前記第1の固定部材は、前記第1のレンズ保持部の光学レンズの抜け止め部材を備えている。 In the present invention, the piezo holding part includes an insertion part through which the first piezo element can be inserted from a direction substantially orthogonal to the optical axis, and the first fixing member is inserted into the insertion part. Press the end of the piezo element. The first fixing member is made of a conductive member, and includes an insulating member disposed at a position substantially opposite to the side surface of the first piezo element. The first fixing member includes an optical lens retaining member for the first lens holding portion.
本発明では、第1のピエゾ素子に通電する第1の配線材を含み、前記第1のレンズ保持部に前記第1の配線材の取付位置決め用の溝部が設けられている。 In the present invention, a first wiring member that supplies current to the first piezo element is included, and a groove for positioning the first wiring member is provided in the first lens holding portion.
本発明では、前記第1のレンズ保持部の四隅に対応する位置に挿通部、前記第1のガイド軸受部、前記押圧部、及び前記第1の位置検出用部材をそれぞれ配置するようにしている。 In the present invention, the insertion portion, the first guide bearing portion, the pressing portion, and the first position detecting member are respectively arranged at positions corresponding to the four corners of the first lens holding portion. .
本発明では、少なくとも1つ以上の光学レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な第2のレンズ保持部と、前記第1のレンズ保持部の前記第1のガイド軸受部と同軸位置に配置した第2のガイド軸受部と、前記第1のレンズ保持部の前記第1の軸受部と同軸位置に配置した第2の軸受部と、弾性力を有し第2のピエゾ素子をピエゾ保持部に押圧固定する第2の固定部材とをさらに含み、前記軸部材は、前記第2の軸受部に挿通することにより前記第2のレンズ保持部を前記ガイド軸部材に沿って光軸方向にガイドするとともに、前記第2のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第2のピエゾ素子により駆動力を受ける。 In the present invention, a second lens holding portion that holds at least one optical lens and is movable in the optical axis direction, and is arranged at a position coaxial with the first guide bearing portion of the first lens holding portion. A second guide bearing portion, a second bearing portion arranged coaxially with the first bearing portion of the first lens holding portion, and a second piezoelectric element having elasticity and a piezoelectric holding portion. And a second fixing member that presses and fixes the second lens holding portion to the optical axis direction along the guide shaft member by inserting the shaft member into the second bearing portion. In addition, the driving force is received by the second piezo element disposed in the piezo holding portion of the second lens holding portion.
本発明では、第1のピエゾ素子に通電する第1の配線材と、第2のピエゾ素子に通電する第2の配線材とをさらに含み、前記第1のレンズ保持部を被写体側に配置するとともに、前記第2のレンズ保持部を結像側に配置して、前記第1の配線材をフレキシブル部材で構成するとともに、前記第1のレンズ保持部の被写体側に該第1の配線材の折り返し部を配置し、前記第2の配線材をフレキシブル部材で構成するとともに、前記第2のレンズ保持部の結像側に前記第2の配線材の折り返し部を配置するようにしている。 The present invention further includes a first wiring member for energizing the first piezo element and a second wiring member for energizing the second piezo element, and the first lens holding portion is disposed on the subject side. In addition, the second lens holding portion is disposed on the imaging side, the first wiring member is configured by a flexible member, and the first wiring member is disposed on the subject side of the first lens holding portion. A folded portion is arranged, the second wiring member is made of a flexible member, and the folded portion of the second wiring material is arranged on the image forming side of the second lens holding portion.
本発明では、光軸と略平行な少なくとも四つの側面を有する略立方体形状を有し、前記第1のレンズ保持部及び前記第2のレンズ保持部を移動可能にガイドするとともに、光軸と平行に配置した軸部材と、前記第1のピエゾ素子の端部に配置された前記軸部材の側面と当接する第1の作動部と、前記第2のピエゾ素子の端部に配置された前記軸部材の側面と当接する第2の作動部とを含み、前記第1のピエゾ素子と前記第2のピエゾ素子を所定面に相当する第1の側面側に配置して、前記軸部材を前記第1の側面側の前記立方体の第1の角部近傍に配置して、前記ガイド軸部材を前記第1の角部と対向する他の角部に配置するようにしている。 The present invention has a substantially cubic shape having at least four side surfaces substantially parallel to the optical axis, guides the first lens holding portion and the second lens holding portion movably, and is parallel to the optical axis. A shaft member disposed at the end of the first piezoelectric element, a first actuating portion in contact with a side surface of the shaft member disposed at an end of the first piezoelectric element, and the shaft disposed at an end of the second piezoelectric element. A second actuating portion in contact with a side surface of the member, the first piezo element and the second piezo element are disposed on a first side surface corresponding to a predetermined surface, and the shaft member is The guide shaft member is disposed in the vicinity of the first corner of the cube on the side surface of the first side, and the guide shaft member is disposed at the other corner facing the first corner.
本発明では、前記第1のピエゾ素子及び前記第2のピエゾ素子は略長方形の板状外形を有し、前記第1のピエゾ素子は、長手方向を光軸に対して略直交する方向と平行の状態で前記第1のレンズ保持部に保持され、前記第2のピエゾ素子は、長手方向を光軸に対して略直交する方向と平行の状態で前記第2のレンズ保持部に保持されている。 In the present invention, the first piezo element and the second piezo element have a substantially rectangular plate shape, and the first piezo element has a longitudinal direction parallel to a direction substantially orthogonal to the optical axis. And the second piezo element is held by the second lens holding portion in a state in which the longitudinal direction is parallel to the direction substantially orthogonal to the optical axis. Yes.
本発明によれば、少なくとも1つ以上の光学レンズを保持するとともに光軸方向に移動可能な第1のレンズ保持部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1のガイド軸受部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1の軸受部と、前記第1のガイド軸受部と当接することにより前記第1のレンズ保持部を移動可能にガイドするとともに、光軸と平行に配置したガイド軸部材と、前記第1の軸受部に挿通することにより前記第1のレンズ保持部を前記ガイド軸部材に沿って光軸方向に移動可能にガイドするとともに、前記第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第1のピエゾ素子により駆動力を受ける軸部材と、弾性力を有し前記第1のピエゾ素子を前記ピエゾ保持部に押圧固定する第1の固定部材と、該第1の固定部材に光軸と略直交方向に延在した前記第1のピエゾ素子を所定方向に押圧する押圧部と、前記第1のレンズ保持部に配置した第1の位置検出用部材と、をさらに含み、前記ガイド軸部材と前記軸部材は、外装となる筐体の角部でかつ互いが前記筐体が形成する対角線上の位置に夫々配置し、前記第1のレンズ保持部は、前記第1のガイド軸受部と前記第1の軸受部とを前記対角線上の略対向する位置に配置するとともに、前記第1の固定部材の前記押圧部と前記第1の位置検出用部材とを略対向する位置に配置したカメラモジュールと、操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納すると共に厚さ寸法を略前記カメラモジュールの高さに制限した筐体と、を含むことを特徴する携帯端末が得られる。 According to the present invention, a first lens holding portion that holds at least one or more optical lenses and is movable in the optical axis direction, a first guide bearing portion disposed in the first lens holding portion, The first lens holding portion disposed in the first lens holding portion and the first guide holding portion abuts the first lens holding portion so as to be movable and arranged in parallel with the optical axis. The first lens holding portion is guided through the guide shaft member and the first bearing portion so as to be movable in the optical axis direction along the guide shaft member, and the first lens holding portion. A shaft member that receives a driving force by a first piezo element disposed in the piezo holding part, a first fixing member that has elastic force and presses and fixes the first piezo element to the piezo holding part, 1 fixed member is almost straight to the optical axis A pressing portion that presses the first piezo element extending in the direction in a predetermined direction; and a first position detection member disposed in the first lens holding portion, the guide shaft member and the The shaft members are respectively arranged at corners of the casing serving as an exterior and at diagonal positions formed by the casing, and the first lens holding portion includes the first guide bearing portion and the first guide bearing portion. A camera module in which the first bearing portion is disposed at a substantially opposite position on the diagonal line, and the pressing portion of the first fixing member and the first position detecting member are disposed at substantially opposite positions. , An operation member, a display member, a battery, a communication unit, the camera module, the display member, the battery, and the communication unit are accommodated and the thickness dimension is substantially limited to the height of the camera module. And including A mobile terminal that can be obtained.
以上のように、本発明では、第1のレンズ保持部に第1のガイド軸受部を配置するとともに、第1のレンズ保持部に第1の軸受部を配置して、さらに、第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に第1のピエゾ素子を配置し、軸部材が第1の軸受部に挿通されると、軸部材が第1のレンズ保持部をガイド軸部材に沿って光軸方向に移動可能にガイドするとともに第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第1のピエゾ素子により駆動力を受け、この際、弾性力を有する第1の固定部材によって第1のピエゾ素子をピエゾ保持部に押圧固定しているから、さらに、第1の固定部材に光軸と略直交方向に延在した第1のピエゾ素子を所定方向に押圧する押圧部と、第1のレンズ保持部に配置した第1の位置検出用部材と、をさらに含み、前記ガイド軸部材と前記軸部材は、外装となる筐体の角部でかつ互いが前記筐体が形成する対角線上の位置に夫々配置し、前記第1のレンズ保持部は、前記第1のガイド軸受部と前記第1の軸受部とを前記対角線上の略対向する位置に配置するとともに、第1の固定部材の押圧部と第1の位置検出用部材とを略対向する位置に配置しているから、第1のレンズ保持部は軸部材及びガイド軸部材に沿って移動することになって、オートフォーカス(AF)機能及びズーム機能を組み込んだ際のカメラモジュールを小型で軽量に構成できるという効果がある。 As described above, in the present invention, the first guide bearing portion is disposed in the first lens holding portion, the first bearing portion is disposed in the first lens holding portion, and the first lens is further disposed. When the first piezo element is disposed in the piezo holding portion of the holding portion and the shaft member is inserted into the first bearing portion, the shaft member passes the first lens holding portion along the guide shaft member in the optical axis direction. The first piezo element is guided by the first piezo holding part of the first lens holding part and guided by the first piezo holding part. At this time, the first piezo element is moved by the first fixing member having elastic force. Since the first fixing member is pressed and fixed to the holding portion, the first fixing member presses the first piezoelectric element extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis in a predetermined direction, and the first lens holding portion. A first position detecting member disposed, and the guide The member and the shaft member are arranged at the corners of the casing as an exterior and at positions on the diagonal line formed by the casing, and the first lens holding portion is the first guide bearing portion. And the first bearing portion are disposed at substantially opposite positions on the diagonal, and the pressing portion of the first fixing member and the first position detecting member are disposed at substantially opposite positions. The first lens holding portion moves along the shaft member and the guide shaft member, so that the camera module when incorporating the autofocus (AF) function and the zoom function can be configured to be small and lightweight. is there.
以下、図面を参照して実施形態の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
図1は、本発明の実施例1によるカメラモジュールで用いられる撮像素子組み立て体(撮像部)の一例を分解して示す斜視図であり、図示のように撮像素子であるCCD10はCCD基板11の一面上に搭載され、このCCD基板11の他面側にはCCD10と対向してデジタルシグナルプロセッサ(DSP)12が搭載されている。CCD基板11にはCCD10側からCCDカバー13が被せられて、CCDカバー13の開口面には赤外線(IR)遮断フィルタ113aが装着され、撮像素子組み立て体(以下CCD組み立て体と呼ぶ)14となる。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of an image pickup device assembly (image pickup unit) used in the camera module according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. A digital signal processor (DSP) 12 is mounted on the other surface of the
図2は本発明の実施例1によるカメラモジュールで用いられるレンズホルダ(第1のレンズ保持部)を光学レンズとともに示す斜視図であり、図示のように、レンズホルダ15(第1のレンズ保持部)には光学レンズ収納空間が規定され、この光学レンズ収納空間に少なくとも1枚の光学レンズ16が保持される。レンズホルダ15は上方から見て略正方形状に成形されており、互いに対向する一対の隅部にはそれぞれ図中下方から上方に向う軸受け部15a及びガイド軸受け部15bが形成されている。また、軸受け部15a側の辺に沿って後述する駆動素子部17が挿入される駆動素子部保持部(ピエゾ保持部)15cが形成されている。そして、図2には示されていないが、このピエゾ保持部15cには軸受け部15aに連通する挿通部(穴)が形成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the lens holder (first lens holding portion) used in the camera module according to Embodiment 1 of the present invention together with the optical lens. As shown, the lens holder 15 (first lens holding portion) is shown. ) Defines an optical lens storage space, and at least one
図3を参照して、前述のようにして、レンズホルダ15に光学レンズ16を装着した後、ピエゾ保持部15cに駆動素子部17が配置される。駆動素子部17は略長方形の板状ピエゾ素子18を有しており、このピエゾ素子18は長手方向と短手方向で形成される第1面18a、その反対側となる第2面18bに電極(図示せず)を設けるとともに、短手方向の第3面18cに相対的に移動させる物体に係合させるスペーサ(作動部)18dを設けて、第1面18aと第2面18bに設けた電極にサイン波形状の電圧を印加することによって作動部18dに往復運動を生成し、それによって、作動部18dが係合した物体に対する相対的な移動を実現するものである。
Referring to FIG. 3, after mounting
図4を参照して、さらに詳しくピエゾ素子18について説明すると、ピエゾ素子18は、特許文献7〜12に詳細に述べられているように、図4(a)における略長方形の板状外形に形成された圧電セラミック(ピエゾ素子)18の長手方向と短手方向で形成される第1面18aに、図4(b)に示すように、4つの電極181、182、及び183、184を、その反対側となる第2面18bの全面に一つの電極を設けてある。そして、第1面18aの電極181、182、183、184は、対角線方向に配置された電極181、182、及び183、184が、それぞれの電極の連結部分近傍に配置されたワイヤ185及び186によって電気的に接続され、第2面18b上の電極は接地されていることが好ましい。
The
また、短手方向の第3面18cには、比較的堅いセラミックの作動部としてのスペーサ18cが、例えば、接合剤により、好ましくはその辺における中央付近に取り付けられて、相対的に移動させる例えば軸部材や壁面等の当接部物体161に係合するようになっている。さらにこの圧電セラミック(ピエゾ素子)18は、図4(b)に示すように、振動節の位置に、周囲に固定された一対の支持体171、172と、バネなどの弾性部材付きの支持体173、174、175で変形可能に支持する。
Further, a
このように構成された圧電セラミック(ピエゾ素子)18における、電極181、184に正の電圧を、電極182、183に負の電圧を印加すると、圧電セラミック(ピエゾ素子)18は、図4(c)に誇張して示すように図上左側が右側より長くなり、バネ付きの支持体173、174、175で振動節を支持されていることで変形が可能なため、スペーサ18dが係合している物体161の右方向に移動する。そして、電圧が印加されなくなると圧電セラミック(ピエゾ素子)18は元に戻るが、このとき、例えば、立ち下がり時間が立ち上がり時間より少なくとも4倍程度長い非対称の電圧パルスを電極に印加すると、圧電セラミック(ピエゾ素子)18におけるスペーサ18dと物体161の摩擦により、パルスの立ち下がり時にスペーサ18dと物体161が係合したままスペーサ18dが出発位置に戻り、そのため、パルスの立ち上がり時の変位分、スペーサ18dと物体161が相対的に移動する。なお、上記電圧を逆に掛けると、この圧電セラミック(ピエゾ素子)18は逆の方に変形し、従って、スペーサ18dと物体161とは相対的に逆の方向に移動する。
When a positive voltage is applied to the
このように圧電セラミック(ピエゾ素子)18は、連続的に図4(c)に示す変形が生じるような信号電圧を与えることで、スペーサ18dと物体161との間の摩擦によって物体16との相対的な位置を変位させていくため、低速ではあるが高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能で、無通電時に保持トルク(または保持力)を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有する駆動源となる。
In this way, the piezoelectric ceramic (piezo element) 18 applies a signal voltage that continuously causes the deformation shown in FIG. 4C, so that the friction between the
再び、図3を参照すると、ピエゾ素子18の上面には二股状の板バネ部材19が配置され、さらにピエゾ素子18には配線材(フレキシブル配線)20が接続されている。そして、この配線材20には符号20aで示す折り返し部で折り返され、この折り返し部20aは後述するように、レンズホルダ15の被写体側に位置付けられる。
Referring again to FIG. 3, a bifurcated
図2及び図3に示すように、ピエゾ保持部15cにおいて、軸受け部15aと反対側の面は開口されるとともに上面側も開口されており、この反対面と上面とを区切る仕切部15dが設けられている。図3に実線矢印で示すように、作動部18d側からピエゾ素子18をピエゾ保持部15cに挿入すると、板バネ部材19が仕切部15dを跨ぐ状態でピエゾ素子18がピエゾ保持部15cに挿入される。そして、作動部18dは挿通部を通って軸受け部15a内に臨む。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the piezo holding
続いて、図3に実線矢印で示す方向から固定部材21をレンズホルダ15に装着する。この固定部材21は弾性力を有し、リング状の本体部21aを備え、この本体部には第1の押え部21b、係止片部21c、及びアーム状に延びる第2の押え部21dを有している。そして、固定部材21をレンズホルダ15に装着すると、第1の押え部21bによって板バネ部材19が下方に押圧され、第2の押え部21dによってピエゾ素子18の後端(作動部18dと反対側端)が軸受け部15a側に押圧される。そして、係止片部21cがレンズホルダ15に係止されて本体部21aがレンズホルダ15に係止される。この際、固定部材21によって、レンズホルダ15に装着された光学レンズ16の抜け止めが行われる。なお、固定部材21は、導電性の材料で成形して、ピエゾ素子18の側面と対向する位置に絶縁部材21eを配置するようにしてもよい。
Subsequently, the fixing
図5を参照すると、図3で説明したようにして、レンズ組み立て体(第1のレンズ組み立て体)22を組み立てた後、RFプレート22aをレンズホルダ15に装着する。図6(a)及び(b)はそれぞれRFプレート23を装着後のレンズ組み立て体22を別の角度から示す斜視図であり、レンズホルダ15には配線材20の位置決めを行う溝部24が形成されており、この溝部24に配線材20の一部が収納されて、配線材20の位置決めが行われる。なお、レンズホルダ15には位置検出用部材であるセンサテープ(図示せず)が貼付される。
Referring to FIG. 5, as described in FIG. 3, after assembling the lens assembly (first lens assembly) 22, the RF plate 22 a is attached to the
図7を参照して、図7はレンズ組み立て体(第2のレンズ組み立て体)25を分解して示す斜視図であり、このレンズ組み立て体25は、レンズホルダ26(第2のレンズ保持部)を有しており、このレンズホルダ26は、起立部26eを除いてレンズホルダ15と同様の構造を有している。つまり、レンズホルダ26には光学レンズ収納空間が規定され、この光学レンズ収納空間に少なくとも1枚の光学レンズ27が保持される。そして、レンズホルダ26の互いに対向する一対の隅部にはそれぞれ図中下方から上方に向う軸受け部26a及びガイド軸受け部26bが形成されている。また、軸受け部26a側の辺に沿って後述する駆動素子部28が挿入される駆動素子部保持部(ピエゾ保持部)26cが形成されている。そして、図7には示されていないが、このピエゾ保持部26cには軸受け部26aに連通する挿通部が形成されている。
Referring to FIG. 7, FIG. 7 is an exploded perspective view showing a lens assembly (second lens assembly) 25. The
図2及び図3で説明したように、レンズホルダ26に光学レンズ27を装着した後、ピエゾ保持部26cに駆動素子部28が配置される。駆動素子部28は、ピエゾ素子18と同様のピエゾ素子29を有しており、ピエゾ素子29の上面には二股状の板バネ部材30が配置され、さらにピエゾ素子29には配線材(フレキシブル配線)31が接続されている。そして、この配線材31には符号31aで示す折り返し部で折り返され、この折り返し部31aは後述するように、レンズホルダ26の結像側に位置付けられる。
As described with reference to FIGS. 2 and 3, after the
図7に示すように、ピエゾ保持部26cにおいて、軸受け部26aと反対側の面は開口されるとともに上面側も開口されており、この反対面と上面とを区切る仕切部26dが設けられている。図7に実線矢印で示すように、作動部29a側からピエゾ素子29をピエゾ保持部26cに挿入すると、板バネ部材30が仕切部26dを跨ぐ状態でピエゾ素子29がピエゾ保持部26cに挿入される。そして、作動部29aは挿通部を通って軸受け部26a内に臨む。
As shown in FIG. 7, in the piezo holding
続いて、図7に実線矢印で示す方向から固定部材32をレンズホルダ26に装着する。この固定部材32は固定部材21と同様の構造を有しており、固定部材32はリング状の本体部32aを備え、この本体部32aには第1の押え部32b、係止片部32c、及びアーム状に延びる第2の押え部32dを有している。そして、固定部材32をレンズホルダ26に装着すると、第1の押え部32bによって板バネ部材30が下方に押圧され、第2の押え部32dによってピエゾ素子29の後端(作動部29aと反対側端)が軸受け部26aa側に押圧される。そして、係止片部32cがレンズホルダ26に係止されて本体部32aがレンズホルダ26に係止される。この際、固定部材32によって、レンズホルダ26に装着された光学レンズ27の抜け止めが行われる。レンズホルダ26には起立部26eが形成され、この起立部26eには位置検出用のセンサテープ33が貼付される。なお、固定部材32は、導電性の材料で成形して、ピエゾ素子29の側面と対向する位置に絶縁部材32eを配置するようにしてもよい。
Subsequently, the fixing
図8を参照して、図8はカメラモジュールのケース(上ケース)を示す斜視図であり、ケース34は被写体側に位置するホルダ部34aが下側となるようにされて、ホルダ部34aに形成されたレンズ収納空間に光学レンズ35が実線矢印で示すように配置される。ホルダ部34aの上面にはガイド軸36及び駆動軸37が挿入される軸受け部34b及び34cが形成されており、これら軸受け部34b及び34cにそれぞれガイド軸36及び駆動軸37の一端が挿入される。なお、ケース34はホルダ部34aに一体に形成された起立壁34dを有しており、この起立壁34dにはセンサテープ38が貼付される。
Referring to FIG. 8, FIG. 8 is a perspective view showing the case (upper case) of the camera module. The
図9を参照して、図示のように、ホルダ部34aの側面には四個のコンデンサ39が装着され(コンデンサ39の内2つはピエゾ素子18の駆動に用いられ、残りの2つはピエゾ素子29の駆動に用いられる)、起立壁34dの一辺側には切り欠き部34eが形成されており、起立壁34dには四個のインダクタ40が装着されるとともに(インダクタ40の内2つはピエゾ素子18の駆動に用いられ、残りの2つはピエゾ素子29の駆動に用いられる)、レンズ組み立て体22用の位置検出センサ41及びレンズ組み立て体25用の位置検出センサ42が装着される。つまり、起立壁34dには電気素子を収納する収納部が形成されていることになる。
Referring to FIG. 9, four
図10を参照して、続いて、レンズ組み立て体22を折り返し部20aが被写体側(つまり、ホルダ部34a側を向くようにして、軸受け部15aを駆動軸37に挿入し、軸受け部15bをガイド軸36に挿入する。図11はレンズ組み立て体22を駆動軸37及びガイド軸36に挿入した状態を示す図であり、レンズ組み立て体22の装着に続いてレンズ組み立て体25の装着が行われる。そして、切り欠き部34eには配線材20及び31が位置付けられる(図15も参照)。
Referring to FIG. 10, subsequently, the
図12及び図13を参照すると、図12はレンズ組み立て体22を装着した後の平面図であり、図13はその断面図である。図12に示すように、軸受け部15aにおいて、ピエゾ素子18の作動部18aの対向面はV溝状15−1となっており、駆動軸37はこのV溝15−1に当接している。つまり、駆動軸37の外周面は第1の箇所で作動部18aに当接するとともに、第2の箇所でV溝15−1に当接し、この第2の箇所において駆動軸37は摺動する。この際、ピエゾ素子18の左右側面(図11において上下の側面)はピエゾ収納部21dの一対の固定壁211によってガイドされる。そして、この第1及び第2の箇所ではその表面加工を異ならせて、例えば、第2の箇所の表面を第1の箇所の表面よりも滑らかに処理している(つまり、第1の箇所の表面を第2の箇所の表面よりも滑らかに荒く処理している)。また、その結果、第2の箇所における摩擦係数は第1の箇所における摩擦係数よりも小さくなる。さらに、第2の箇所の表面にのみ潤滑処理を施すようにしてもよい。なお、前述のV溝15−1を上下方向に2箇所形成し、作動部18aをこの2個のV溝の間において、駆動軸37に当接させるようにしてもよい。また、ガイド軸36にも駆動軸37と同一の表面処理を施すようにしてもよい。
Referring to FIGS. 12 and 13, FIG. 12 is a plan view after the
前述のように、第2の押さえ部21dによってピエゾ素子18の後端が押圧される結果、作動部18aは駆動軸37の外周面に当接して、駆動軸37はV溝15−1に当接する。図13に示すように、ピエゾ収納部15cの固定壁(上面及び下面)には所定の間隔をおいてそれぞれ一対の突起部15−2が形成されており、板バネ19を介して第1の押え部21bによってピエゾ素子18は図中下方に押圧され、突起部15−2間に挟持される。一方、前述のように、ピエゾ素子18の後端は第2の押さえ部21dによって駆動軸37側に押圧され、作動部18dが駆動軸37の外周面に当接する。つまり、図13に示すように、図中ピエゾ素子18の上下側面はそれぞれ2箇所に形成された突起部15−2によって変形可能に押圧されて保持され、ピエゾ素子18の作動部18dと反対側の端部は付勢手段によって駆動軸37に押圧されている。なお、前述の突出部15−2はピエゾ素子18の振動節部分を押圧する位置に形成される。そして、駆動軸37は第1の当接部15−3及び第2の当接部15−4を有する当接体43に当接し、この当接体43は当接部15−5によって当接体44に当接して保持されている。
As described above, as a result of the rear end of the
上述のようにして、前述のように、レンズ組み立て体22を駆動軸37及びガイド軸36に装着すると、ピエゾ素子18の作動部18dが駆動軸37に当接することになる。その後、図11に示すようにして、レンズ組み立て体25を折り返し部31aが結像側(つまり、ホルダ部34aと反対側)を向くようにして、軸受け部26aを駆動軸37に挿入し、軸受け部26bをガイド軸36に挿入する。なお、軸受け部26aは前述した軸受け部15aと同様に構成されており、レンズ組み立て体25を駆動軸37及びガイド軸36に装着すると、ピエゾ素子19の作動部29aが駆動軸37に当接することになる。
As described above, when the
なお、上述の例では、軸受け部15aの対向面(作動部当接面)をV字形状に成形し、軸受け15bをガイド軸36の外形に対応した形状としているが、例えば、軸受け部15aの作動部当接面及び軸受け15bをV字型形状としたローラを用いて構成するようにしてもよく、図14(a)〜(c)に示すように、円筒形状の平型ローラ401、411をガイド軸36に対してV型となるように軸受け部に収容するようにして構成してもよい(図14(a)〜(c)においては、軸受け部15bを軸受け部421で表しており、ガイド軸36を軸部材291で表している)。
In the above example, the opposing surface (actuating portion contact surface) of the bearing
図14(a)は、この軸受け部421の平面図であり、図14(b)及び(c)は、軸受け部421の側面図及び斜視図であり、平型ローラ401及び411は、この軸受け部421に設けられたV型の切れこみ431の内部に、U字型に設けられた軸受441で軸部材291に対してV型となるように保持されている。このように軸受部421を構成することにより、第1及び第2のレンズホルダに製造上の誤差が生じ、直交した平型ローラ401及び411の各々にスラストガタにより、軸受け部の位置が正規の位置とずれても、平型ローラ401及び411を直交させたときに形成されるV字型の谷間に軸部材291を当接させることで、平型ローラ401及び411のスラストガタは、第1及び第2のレンズホルダの光軸に影響を与えなくなる。
14A is a plan view of the bearing
前述のようにして、レンズ組み立て体25を装着した後、図15に示すように、ボトムカバー(下カバー)45が結像側からケース34に装着される。このボトムカバー45にはガイド軸36及び駆動軸37が挿入される軸受け部(図示せず)が形成されている。さらに、図16に示すように、サイドカバー(遮光カバー)46及び47をケース34に装着して、カメラモジュール筐体48を構成する。その結果、ピエゾ素子18及び19はカメラモジュール筐体48を構成するサイドカバー46の一面46a(以下第1の側面と呼ぶ)側に位置付けられることになる。そして、第1の側面46aに隣接する側面46bを第2の側面46bと呼ぶことにすると、センサテープ及び位置検出用センサ41及び42は第2の側面側に配置されることになる。また、第1及び第2の配線材20及び31はそれぞれ第2の側面46b側に配置されることになる。
After the
図17に示すようにして、CCD組み立て体14をカメラモジュール筐体48に装着して、図18に示すカメラモジュール49とする。図18においては、結像側が上側となっており、配線材20及び配線材31とCCD組み立て体14とを結ぶASIC(第3の配線材)49aをカメラモジュール筐体48の側面に配置する(このASIC49aには位置検出用センサ41及び42も接続される)。この際、配線材20及び31の配線スペースが第2の側面46bの第1の側面46a近傍に位置付けられるとともに、配線材20及び31と第3の配線材とを連結する接続部が第2の側面46bに位置付けられる。そして、図19に示すように、被写体側を上側としてカメラモジュール49が完成する。
As shown in FIG. 17, the
なお、インダクタ40は第2の側面46b側に位置付けられることになるが、インダクタ40を第1の側面46a側に位置付けるようにしてもよい。同様に、コンデンサ39は第1の側面46a側に位置付けられることになるが、コンデンサ39を第2の側面46b側に位置付けるようにしてもよい。また、前述の電気素子が収納される起立壁は上カバーに設ける必要はなく、下カバーに起立壁を設けるようにしてもよい。さらに、上カバーと下カバーとの接合は、例えば、係合部材と被係合部材とによって接合するようにしてもよく、さらには、接着剤を用いて上カバーと下カバーとを接合するようにしてもよい。
Although the
上述のように、カメラモジュール49は光軸と平行な4つの側面を有する略立方体形状のケース体を有しており、ピエゾ素子18及び29はケース体の一側面側に位置付けられている。また、駆動軸37は上記の一側面とこの一側面と隣り合う側面とによって規定される角部近傍に配置され、ガイド軸36はこの角部と対向する角部に配置されている。
As described above, the camera module 49 has a substantially cubic case body having four side surfaces parallel to the optical axis, and the
実施例1で示すカメラモジュール49では、光学レンズ35は固定的に配置されており、レンズ組み立て体22及び25はガイド軸36及び駆動軸37に移動可能に支持されている。レンズ組み立て体25が光学レンズ35側に移動すると、望遠状態となり、レンズ組み立て体25の移動に追従して、レンズ組み立て体22も光学レンズ35側に移動する。一方、レンズ組み立て体25をレンズ組み立て体22側へ戻すと、広角状態となって、レンズ組み立て体25の移動に追従して、レンズ組み立て体22も移動する。
In the camera module 49 shown in the first embodiment, the
また、前述の位置検出用センサ41及び42によってセンサテープが検出されて、これら位置検出センサ41及び42によってレンズ組み立て体25及び22の基準位置及び基準位置からの移動量が検出される。
The
ところで、ピエゾ素子18を励振させると、作動部18dに高次の曲げ振動が生じて進行波が生じる。そして、作動部18dが圧接された駆動軸37の外周面と作動部18dとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力によってピエゾ素子18が搭載されたレンズ組み立て体22が駆動軸37に沿って移動する(例えば、特許第2980541号公報又は特表2002−529037公報参照)。つまり、ピエゾ素子18を励振すると、ピエゾ素子18は屈曲運動を行い、この屈曲運動によって駆動軸37と作動部18dとの間に生じる摩擦力によって、レンズ組み立て体22が駆動軸37に沿って移動することになる。なお、レンズ組み立て体25も同様にして移動することになる。
By the way, when the
上述の説明から明らかなように、この実施例1では、駆動軸37を軸受け部に挿通すると、レンズホルダがガイド軸36に沿って光軸方向にガイドされ、ピエゾ素子によって駆動軸37が駆動力を受ける。そして、固定部材によってピエゾ素子をピエゾ保持部に押圧固定するようにしたから、つまり、レンズホルダに二つの軸受け部、ピエゾ保持部、及び固定部材を取り付けるようにしたから、カメラモジュールを小型化できる。
As is clear from the above description, in the first embodiment, when the
さらに、ピエゾ保持部は、ピエゾ素子の向かい合う側面二箇所と当接して、ピエゾ素子を保持するようにし、二箇所の当接する部分以外の側面に肉抜き部としたので、レンズホルダ、ひいてはカメラモジュール自体を軽量化できる。 Furthermore, the piezo holding part is in contact with two opposite side surfaces of the piezo element so as to hold the piezo element, and is formed as a lightening part on the side surface other than the two abutting parts, so that the lens holder and thus the camera module It can be lighter.
また、実施例1では、ピエゾ保持部には光軸と直交する方向からピエゾ素子が挿通され、固定部材によってピエゾ素子の後端を押圧するようにしたので、ピエゾ素子固定構造の小型化と組み立て工程の簡略化を図ることができる。 In the first embodiment, since the piezo element is inserted into the piezo holder from the direction orthogonal to the optical axis and the rear end of the piezo element is pressed by the fixing member, the piezo element fixing structure can be reduced in size and assembled. The process can be simplified.
実施例1では、固定部材を導電性として、ピエゾ素子の側面と対向する位置を絶縁性とするようにしたので、ピエゾ素子の側面に配置した電極のショートが防止でき、固定部材がレンズホルダと係止する係止片部を有しているので、小型化及び軽量化を図ることができる。 In Example 1, since the fixing member is conductive and the position facing the side surface of the piezo element is insulative, it is possible to prevent short-circuiting of the electrodes disposed on the side surface of the piezo element, and the fixing member is connected to the lens holder. Since it has the latching piece part to latch, size reduction and weight reduction can be achieved.
実施例1では、レンズホルダに配線材の取付位置決め用の溝部を設けたので、フレキシブル配線等の配線材の位置決め固定をレンズホルダで兼用できる結果、小型化及び軽量化を図ることができる。 In the first embodiment, since the groove for positioning the wiring material is provided in the lens holder, the positioning and fixing of the wiring material such as the flexible wiring can be shared by the lens holder. As a result, the size and weight can be reduced.
実施例1では、ズーム系とフォーカス系の2群レンズを有するカメラモジュールにおいて、各レンズホルダに設けられた構成要素を略対称に配置するようにしたので、カメラモジュール自体の小型化及び軽量化を図ることができる。また、配線材をフレキシブル配線として、被写体側の配線材は被写体側に折り返し部を設け、結像側の配線材は結像側に折り返し部を設けたので、レンズホルダが移動する際、互いに干渉しないようにすることができる。 In the first embodiment, in the camera module having the zoom and focus two-group lenses, the components provided in each lens holder are arranged substantially symmetrically, so that the camera module itself can be reduced in size and weight. Can be planned. In addition, since the wiring material is flexible wiring, the subject side wiring material is provided with a folded portion on the subject side, and the imaging side wiring material is provided with a folded portion on the imaging side. You can avoid it.
加えて、実施例1によれば、駆動軸37及びガイド軸36がレンズホルダの隅に位置付け、ピエゾ素子をレンズホルダの所定の面側に集約するようにしたので、カメラモジュールの小型化を図ることができる。さらに、長方形のピエゾ素子の長手方向を光軸に対して直交する方向に配置したので、レンズホルダの移動に伴うピエゾ素子の移動空間を最小にすることができ、その結果、カメラモジュールを小型化できることになる。
In addition, according to the first embodiment, the
上述したカメラモジュールは、例えば、携帯端末に組み込まれる。図20は、携帯端末の一例である携帯電話機50を操作部(操作部材)51及びディスプレイ(表示部材)52が見える状態(開状態)で示す平面図であり、図示の携帯電話機50は操作部51が搭載された第1のケース部53とディスプレイ52が搭載された第2のケース部54とがヒンジ機構55によって連結され、第1及び第2のケース部53及び54はヒンジ機構55の回りに回動可能となっている。なお、第1及び第2のケース部53及び54はケース体を構成する。
The above-described camera module is incorporated into a mobile terminal, for example. FIG. 20 is a plan view showing a
第2のケース54には図中破線二重丸で示すように、前述したカメラモジュール56が組み込まれており、操作部51の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール56によって撮像が行われて、カメラモジュール56によって撮像された画像は、例えば、ディスプレイ52上に表示される。なお、カメラモジュール56は図19に示す上側(光学レンズ35側)が第2のケース部54の外側に向けられている。つまり、第2のケース部54にはカメラモジュール56の光学レンズ35を露出させる開口部が形成されていることになる。また、図示はしないが、第1のケース部53にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、第2のケース部54の厚さ寸法は略カメラモジュール56の高さに制限されている。
The
このようにして、第1及び第2のピエゾ素子を用いてそれぞれ第1及び第2のレンズホルダ15及び16を光軸方向に駆動するようにしたので、第1及び第2のレンズホルダ15及び16、つまり、光学レンズ系を駆動する際のレンズ移動機構の構造が極めて簡単となり、オートフォーカス(AF)機能及びズーム機能を組み込んでも、カメラモジュールを小型・軽量化できるという効果がある。
In this manner, the first and
第1のレンズ保持部に第1のガイド軸受部を配置するとともに、第1のレンズ保持部に第1の軸受部を配置して、さらに、第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に第1のピエゾ素子を配置し、軸部材が第1の軸受部に挿通されると、軸部材が第1のレンズ保持部をガイド軸部材に沿って光軸方向に移動可能にガイドするとともに第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第1のピエゾ素子により駆動力を受け、この際、弾性力を有する第1の固定部材によって第1のピエゾ素子をピエゾ保持部に押圧固定しているので、第1のレンズ保持部は軸部材及びガイド軸部材に沿って移動することになって、オートフォーカス(AF)機能及びズーム機能を組み込んだ際のカメラモジュールを小型・軽量化できる結果、携帯端末等に搭載されるカメラモジュールに適用できる。 The first guide bearing portion is arranged in the first lens holding portion, the first bearing portion is arranged in the first lens holding portion, and the first lens holding portion has a first piezoelectric holding portion. When the shaft member is inserted into the first bearing portion, the shaft member guides the first lens holding portion movably in the optical axis direction along the guide shaft member, and the first The driving force is received by the first piezo element arranged in the piezo holding part of the lens holding part, and at this time, the first piezo element is pressed and fixed to the piezo holding part by the first fixing member having elasticity. Since the first lens holding portion moves along the shaft member and the guide shaft member, the camera module can be reduced in size and weight when the autofocus (AF) function and the zoom function are incorporated. Turtle mounted on etc. It can be applied to the module.
14:CCD組み立て体
15,26:レンズホルダ
15a,15b,26a,26b:軸受け部
15c,26c:ピエゾ保持部
18,29:ピエゾ素子
20,31:配線材
21,32:固定部材
22,25:レンズ組み立て体
36:ガイド軸
37:駆動軸
39:コンデンサ
40:インダクタ
41,42:位置検出センサ
14:
Claims (14)
前記第1のレンズ保持部に配置した第1のガイド軸受部と、
前記第1のレンズ保持部に配置した第1の軸受部と、
前記第1のガイド軸受部と当接することにより前記第1のレンズ保持部を移動可能にガイドするとともに、光軸と平行に配置したガイド軸部材と、
前記第1の軸受部に挿通することによって前記第1のレンズ保持部を前記ガイド軸部材に沿って光軸方向に移動可能にガイドするとともに、前記第1のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第1のピエゾ素子により駆動力を受ける軸部材と、
弾性力を有し前記第1のピエゾ素子を前記ピエゾ保持部に押圧固定する第1の固定部材と、を含み、
該第1の固定部材に光軸と略直交方向に延在した前記第1のピエゾ素子を所定方向に押圧する押圧部と、
前記第1のレンズ保持部に配置した第1の位置検出用部材と、をさらに含み、
前記ガイド軸部材と前記軸部材は、外装となる筐体の角部でかつ互いが前記筐体が形成する対角線上の位置に夫々配置し、前記第1のレンズ保持部は、前記第1のガイド軸受部と前記第1の軸受部とを前記対角線上の略対向する位置に配置するとともに、前記第1の固定部材の前記押圧部と前記第1の位置検出用部材とを略対向する位置に配置したカメラモジュール。 A first lens holding unit that holds at least one optical lens and is movable in the optical axis direction;
A first guide bearing portion disposed in the first lens holding portion;
A first bearing portion disposed on the first lens holding portion;
A guide shaft member disposed in parallel with the optical axis, and movably guides the first lens holding portion by contacting the first guide bearing portion;
The first lens holding part is movably guided along the guide shaft member by being inserted into the first bearing part, and is arranged in the piezo holding part of the first lens holding part. A shaft member that receives a driving force by the first piezoelectric element,
A first fixing member having elasticity and pressing and fixing the first piezoelectric element to the piezoelectric holding part,
A pressing portion that presses the first piezo element extending in a direction substantially orthogonal to the optical axis to the first fixing member in a predetermined direction;
A first position detecting member disposed on the first lens holding portion,
The guide shaft member and the shaft member are respectively arranged at corners of a casing serving as an exterior and at positions on diagonal lines formed by the casing, and the first lens holding unit is configured by the first lens holding unit. A position where the guide bearing portion and the first bearing portion are arranged at substantially opposite positions on the diagonal line, and the pressing portion of the first fixing member and the first position detecting member are substantially opposed to each other. Camera module placed in
前記第1の固定部材は、前記挿通部に挿通した前記第1のピエゾ素子の端部を押圧する請求項1〜4いずれかに記載のカメラモジュール。 The piezo holding unit includes an insertion part through which the first piezo element can be inserted from a direction substantially orthogonal to the optical axis,
5. The camera module according to claim 1, wherein the first fixing member presses an end portion of the first piezo element inserted through the insertion portion.
前記第1のレンズ保持部に前記第1の配線材の取付位置決め用の溝部を設けた請求項1〜7いずれかに記載のカメラモジュール。 Including a first wiring member for energizing the first piezoelectric element;
The camera module according to claim 1, wherein a groove portion for positioning the first wiring member is provided in the first lens holding portion.
前記第1のレンズ保持部の前記第1のガイド軸受部と同軸位置に配置した第2のガイド軸受部と、
前記第1のレンズ保持部の前記第1の軸受部と同軸位置に配置した第2の軸受部と、
弾性力を有し第2のピエゾ素子をピエゾ保持部に押圧固定する第2の固定部材と、をさらに含み、
前記軸部材は、前記第2の軸受部に挿通することにより前記第2のレンズ保持部を前記ガイド軸部材に沿って光軸方向にガイドするとともに、前記第2のレンズ保持部のピエゾ保持部に配置した第2のピエゾ素子により駆動力を受ける請求項1〜9いずれかに記載のカメラモジュール。 A second lens holding unit that holds at least one optical lens and is movable in the optical axis direction;
A second guide bearing portion disposed coaxially with the first guide bearing portion of the first lens holding portion;
A second bearing portion disposed coaxially with the first bearing portion of the first lens holding portion;
A second fixing member having an elastic force and pressing and fixing the second piezoelectric element to the piezoelectric holding part,
The shaft member is inserted into the second bearing portion to guide the second lens holding portion along the guide shaft member in the optical axis direction, and the piezo holding portion of the second lens holding portion. The camera module according to claim 1, wherein the camera module receives a driving force by a second piezo element arranged on the surface.
前記第2のピエゾ素子に通電する第2の配線材とをさらに含み、
前記第1のレンズ保持部を被写体側に配置するとともに、前記第2のレンズ保持部を結像側に配置し、
前記第1の配線材をフレキシブル部材で構成するとともに、前記第1のレンズ保持部の被写体側に該第1の配線材の折り返し部を配置し、
前記第2の配線材をフレキシブル部材で構成するとともに、前記第2のレンズ保持部の結像側に前記第2の配線材の折り返し部を配置した請求項10記載のカメラモジュール。 A first wiring member for energizing the first piezoelectric element;
A second wiring material for energizing the second piezo element;
The first lens holding unit is disposed on the subject side, and the second lens holding unit is disposed on the imaging side.
The first wiring member is formed of a flexible member, and the folded portion of the first wiring member is disposed on the subject side of the first lens holding unit,
The camera module according to claim 10, wherein the second wiring member is formed of a flexible member, and a folded portion of the second wiring member is disposed on the image forming side of the second lens holding portion.
前記第1のレンズ保持部及び前記第2のレンズ保持部を移動可能にガイドするとともに、光軸と平行に配置した軸部材と、
前記第1のピエゾ素子の端部に配置された前記軸部材の側面と当接する第1の作動部と、
前記第2のピエゾ素子の端部に配置された前記軸部材の側面と当接する第2の作動部と、を含み、
前記第1のピエゾ素子と前記第2のピエゾ素子を所定面に相当する第1の側面側に配置し、
前記軸部材を前記第1の側面側の前記立方体の第1の角部近傍に配置して、
前記ガイド軸部材を前記第1の角部と対向する他の角部に配置する請求項10または11に記載のカメラモジュール。 Having a substantially cubic shape having at least four side surfaces substantially parallel to the optical axis;
A shaft member that movably guides the first lens holding portion and the second lens holding portion and is arranged in parallel with the optical axis;
A first actuating portion that contacts a side surface of the shaft member disposed at an end of the first piezoelectric element;
A second actuating part that abuts a side surface of the shaft member disposed at an end of the second piezo element,
Disposing the first piezo element and the second piezo element on a first side corresponding to a predetermined surface;
The shaft member is disposed in the vicinity of the first corner of the cube on the first side surface side,
The camera module according to claim 10 or 11, wherein the guide shaft member is disposed at another corner portion facing the first corner portion.
前記第1のピエゾ素子は、長手方向を光軸に対して略直交する方向と平行の状態で前記第1のレンズ保持部に保持され、
前記第2のピエゾ素子は、長手方向を光軸に対して略直交する方向と平行の状態で前記第2のレンズ保持部に保持された請求項10〜12いずれかに記載のカメラモジュール。 The first piezo element and the second piezo element have a substantially rectangular plate-shaped outer shape,
The first piezo element is held by the first lens holding portion in a state in which the longitudinal direction is parallel to a direction substantially orthogonal to the optical axis,
The camera module according to claim 10, wherein the second piezo element is held by the second lens holding portion in a state in which a longitudinal direction is parallel to a direction substantially orthogonal to the optical axis.
操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、
前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納すると共に厚さ寸法を略前記カメラモジュールの高さに制限した筐体と、を含むことを特徴する携帯端末。 A first lens holding portion that holds at least one optical lens and is movable in the optical axis direction, a first guide bearing portion disposed in the first lens holding portion, and the first lens holding A first bearing portion disposed in the portion, and a guide shaft member disposed in parallel with the optical axis, while movably guiding the first lens holding portion by contacting the first guide bearing portion, The first lens holding part is movably guided in the optical axis direction along the guide shaft member by being inserted into the first bearing part, and is arranged in the piezo holding part of the first lens holding part. A shaft member that receives a driving force from the first piezoelectric element, a first fixing member that has elasticity and presses and fixes the first piezoelectric element to the piezoelectric holding portion, and light is applied to the first fixing member. Extended in a direction substantially perpendicular to the axis A pressing portion that presses the first piezo element in a predetermined direction; and a first position detection member disposed on the first lens holding portion, wherein the guide shaft member and the shaft member are externally mounted. The first lens holding portion includes the first guide bearing portion, the first bearing portion, and the first bearing portion. And a camera module in which the pressing portion of the first fixing member and the first position detecting member are arranged at substantially opposing positions.
An operation member, a display member, a battery, a communication unit,
A portable terminal comprising: a housing that houses the camera module, the display member, the battery, and the communication unit, and that has a thickness dimension substantially limited to a height of the camera module.
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