JP2007155881A - レンズ駆動モジュール及びカメラモジュール及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを提供する。
【解決手段】 送りねじ軸８のスラスト方向への移動により送りねじ軸８が接触することで導通状態とされてレンズ群４の基準位置を検出する接点パターン３６、３７を備え、送りねじ軸８のスラスト方向への移動により送りねじ軸８を接触させてレンズ群４の基準位置を検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、携帯電子機器例えばカード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に搭載されて、フォーカシングやズーミング等のために用いられるレンズ群の駆動モジュールに関する。

また、本発明は、レンズ群のフォーカシングやズーミング等のために用いられるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュール及びカメラモジュールを備えた電子機器に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の撮像装置においては、携帯性の向上・使い勝手の良化が求められ、装置全体の小型化が行われており、撮像装置に用いられる光学系鏡筒及びレンズの小型化も進められているが、更なる高画質化・高画素化の要望は非常に強く、レンズ移動装置を小型化することによって光学系鏡筒としての小型化が要望される。

最近は、デジタルスチルカメラより小型かつ薄型のカメラモジュールを搭載する携帯電話にも、オートフォーカス機能や光学ズーム機能が搭載される状況になり、更なる光学系鏡筒としての薄型化、低コスト化が要求されている。特に携帯電話用のカメラモジュールにおいては、位置決め精度及びスペース上の制約から、フォトインタラプタ等のレンズ位置検出用センサの搭載数も限られるため、フォトインタラプタ等の位置検出デバイスを使用して、光学的なレンズの基準位置を設定し、この基準位置に基づき、ステップモータの入力信号のカウントによるソフトウェア制御によってレンズ移動範囲を設定する場合が多い。

このフォトインタラプタの使用数を削減した従来のレンズ移動装置の一例として、変倍を行なうズームレンズと、焦点調節を行なうフォーカスレンズのそれぞれの位置検出を単一の位置検出手段を使用して時系列的に行なう技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このレンズ移動装置は、ズームレンズ及びフォーカスレンズの位置検出を単一のフォトインタラプタを使用して、最初にズームレンズ位置検出と初期位置への移動を行い、次にフォーカスレンズ位置検出と初期位置への移動を行なうように制御手段で制御されている。

しかしながら、従来の技術では、基準位置を設定するために、フォトインタラプタ等のように構成要素としての検出装置が必要になる。このため、基準位置を設定するための独立した部材が必要不可欠で、省スペース化には限度があり、更なる省スペース化が求められているのが実情である。
特許第２９２５３０２号公報（第４、５頁、第１、２図）

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを提供することを目的とする。

また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた電子機器を適用することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる駆動伝達機構を備え、レンズの基準位置への到達時に駆動伝達機構によって基準位置を検出する基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第１の態様では、駆動伝達機構によって基準位置を検出することで、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。

上記目的を達成するための本発明の第２の態様は、少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる駆動伝達機構を備え、レンズの基準位置への到達時に駆動伝達機構に働く反力によって基準位置を検出する基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第２の態様では、駆動伝達機構に働く反力によって基準位置を検出することで、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。

上記目的を達成するための本発明の第３の態様は、少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる送りねじ軸と、送りねじ軸をスラスト方向に付勢する付勢手段と、レンズの基準位置でレンズを停止させると共に、レンズが停止した後の送りねじ軸の回転により送りねじ軸をスラスト方向に移動させる停止部材と、送りねじ軸のスラスト方向への移動を検出することでレンズの基準位置を検出する基準位置検出手段とを備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第３の態様では、送りねじ軸のスラスト方向への移動を検出することでレンズ群の基準位置を検出し、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。

そして、本発明の第４の態様は、第３の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、基準位置検出手段は、送りねじ軸のスラスト方向への移動により接触部材と被接触部材が接触することで導通状態とされレンズの基準位置を検出することを特徴とするレンズ駆動モジュール。

第４の態様では、接触部材と被接触部材が接触することで導通状態とされてレンズ群の基準位置を検出することができる。

また、本発明の第５の態様は、第４の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、レンズの基準位置を検出する際の送りねじ軸のスラスト方向への移動は、付勢手段により付勢する向きと反対の向きへの移動であることを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第５の態様では、付勢手段により付勢する向きと反対の向きへの送りねじ軸の移動により基準位置を検出することができる。

また、本発明の第６の態様は、第５の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、光軸方向に沿って、レンズを挟んで停止部材と反対側に被写体を撮像する素子を有する回路基板を備え、被接触部材が回路基板に設けられたことを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第６の態様では、回路基板を用いて検出手段の配線を行うことで配線を新たに設ける必要がない。

また、本発明の第７の態様は、第４の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、接触部材は、導電性の送りねじ軸と一体に形成されて送りねじ軸が導通経路となって被接触部材と導通されることを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第７の態様では、送りねじ軸を導通経路として、接触部材を被接触部材に通させて基準位置を検出することができる。

また、本発明の第８の態様は、第４の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、接触部材は、送りねじ軸のスラスト移動により押されることで接点が閉じられて導通状態が達成されるばね部材であることを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第８の態様では、ばね部材を接触させることで接点を閉じて導通状態を達成させるので、安定して接点を確保することができる。

また、本発明の第９の態様は、第８の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、ばね部材は、常時送りねじ軸を付勢していることを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第９の態様では、送りねじ軸が常時付勢されているため、精度よく送りねじ軸をスラスト移動させることができ、接点の確保を更に安定させることができる。

また、本発明の第１０の態様は、第１の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、モータは、着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転動作を行うロータと、供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータとを備え、レンズはレンズ保持体に保持され、レンズ保持体には導電性のナット部材が設けられ、ナット部材に送りねじ軸が螺合し、送りねじ軸には接点パターンが常時当接し、送りねじ軸の回転によりナット部材とヨークの間の導通が確保されると接点パターンが導通状態とされ基準位置が検出される基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第１０の態様では、ヨークを備えてロータから出力を得るステッピングモータを用い、送りねじ軸及びナット部材を介してヨークとの間で導通状態を達成して基準位置を検出することができる。

また、本発明の第１１の態様は、第２の態様のレンズ駆動モジュールにおいて、モータはレンズ群の光軸方向に沿って延び出力端部にねじ部が形成された回転軸を備え、レンズ群はレンズ保持体に保持され、レンズ保持体は回転軸のねじ部に螺合するナットを備え、モータの回転軸の回転によりナットがモータ側に当接した時点で更に回転軸の回転により回転軸がスラスト方向に移動して接点パターンに当接することを特徴とするレンズ駆動モジュールにある。

第１１の態様では、モータの回転軸がスラスト方向に移動して接点パターンに当接することで基準位置を検出することができる。

上記目的を達成するための本発明の第１２の態様は、第１乃至第１１の態様のいずれかのレンズ駆動モジュールに撮像素子を備えたことを特徴とするカメラモジュールにある。

第１２の態様では、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールとすることができる。

上記目的を達成するための本発明の第１３の態様は、第１２の態様のカメラモジュールを備えたことを特徴とする電子機器にある。

第１３の態様では、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールを有する電子機器とすることができる。

本発明のレンズ駆動モジュールは、駆動伝達機構によって基準位置を検出することで、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールとなる。

本発明のカメラモジュールは、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールとすることができる。

本発明の電子機器は、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールを有する電子機器とすることができる。

図１乃至図４に基づいて本発明の第１実施形態例を説明する。

図１には本発明の第１実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの平面視、図２乃至図４には図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視を示してあり、図２はレンズユニットが中間地点にある状態、図３はレンズユニットが基準位置（上端）に達した状態、図４は基準位置を検出した状態である。

図１、図２に示すように、カメラモジュール１のベース２には回路基板２０と共に撮像素子１０が設けられ、撮像素子１０の上方にはレンズ群４を保持するレンズ保持体５が備えられている。ベース２とカバー３との間には、モータとしてのステッピングモータ６が設けられ、ステッピングモータ６の駆動によりレンズ保持体５をレンズ群４の光軸方向（図２中上下方向）に往復移動させる駆動伝達機構７が備えられている。レンズ保持体５がカバー３に当接した位置がレンズ群４の基準位置とされ、駆動伝達機構７の構成部材である送りねじ軸８のスラスト方向（図中下方向）への移動により送りねじ軸８（接触部材）が後述する一対の接点パターン（被接触部材）に接触して一対の接点パターンを導通させて基準位置が検出される（基準位置検出手段：停止部材、検出手段）。

ベース２とカバー３とにわたり一対のガイド軸１１が設けられ、ガイド軸１１にはレンズ保持体５の腕部５ａ、５ｂが摺動自在に支持されている。一方の腕部５ａにはねじアーム１２が一体に設けられ、ねじアーム１２にはナット部材１３が設けられている。ナット部材１３にはレンズ群４の光軸に沿って延びる送りねじ軸８が螺合し、送りねじ軸８の上端部はスラスト軸受け１４を介してカバー３に支持されている。

送りねじ軸８は軸方向（光軸方向）にスラスト移動自在とされ、送りねじ軸８の上部には入力歯車１７が取り付けられている。入力歯車１７を介して送りねじ軸８が回転することにより、ナット部材１３を介してねじアーム１２及びレンズ保持体５が上下に往復移動する。レンズ保持体５が上昇し、レンズ保持体５の上部の当接面１５がカバー３に当接した位置がレンズ保持体５の基準位置とされている。

レンズ保持体５の腕部５ａとベース２との間には圧縮コイルばね１６が設けられ、圧縮コイルばね１６の付勢力により腕部５ａを介してねじアーム１２と共にレンズ保持体５が上方側に付勢されている。つまり、ナット部材１３と送りねじ軸８のねじ部のバックラッシがつめられた状態にされている。更に送りねじ軸８をスラスト軸受け１４に付勢する働きもある。

一方、カバー３の端部にはモータとしてのステッピングモータ６が取り付けられている。ステッピングモータ６は、コイルブロック２１と、ヨーク２２とを備え、コイルブロック２１とヨーク２２とはステータを形成している。ヨーク２２の磁路部分にはロータ孔が設けられ、ロータ孔にロータ２３が支持されている。コイルブロック２１はヨーク連結部２６が一体に設けられた鉄心２４を備え、鉄心２４のコア部には励磁コイル２５が巻き付けられている。

励磁コイル２５の励磁によって磁束が発生し、磁束はヨーク２２のロータ孔に導かれるようになっている。ロータ２３の外周部は周方向に隣接する所定領域ごとに互いに異なる極性に着磁し、励磁コイル２５に駆動パルスが印加されるごとにロータ２３との間の磁気作用によってロータ２３は所定角度のステップ角で回転される。

ロータ２３の出力歯車３１には減速軸３２の入力平歯車３３が噛み合い、減速軸３２の出力歯車３４には送りねじ軸８の入力歯車１７が噛み合っている。つまり、ステッピングモータ６の駆動によりロータ２３（出力歯車３１）が所定の状態で回転し、減速軸３２の入力平歯車３３及び入力歯車１７を介して送りねじ軸８が回転する。そして、送りねじ軸８の所定回転により、ナット部材１３を介してレンズ保持体５が一対のガイド軸１１に案内されて図２中上下方向に往復移動する。

送りねじ軸８の下端部の回路基板２０との間には空間部３５が形成され、空間部３５の送りねじ軸８の下端部の直下における回路基板２０には一対の接点パターン３６、３７が設けられている。一対の接点パターン３６、３７を回路基板２０に設けたことにより、接点パターン３６、３７のための配線部材を新たに設ける必要がない。尚、一対の接点パターン３６、３７を回路基板２０以外のベース２に設けることも可能である。

導電性の送りねじ軸８がスラスト移動（下方への移動）して一対の接点パターン３６、３７に当接すると、送りねじ軸８を導通経路として一対の接点パターン３６、３７が導通するようになっている。一対の接点パターン３６、３７の導通により、詳細は後述するように、レンズ保持体５の基準位置が検出される。

また、空間部３５は仕切壁３９によって撮像素子１０と隔離され、仕切壁３９によって空間部３５側からの塵等が撮像素子１０の部位に入り込むことが阻止されている。即ち、接点パターン３６、３７の接点部や送りねじ軸８の摩耗粉等の塵が画像面に流入することがない。

上記構成のカメラモジュール１では、ステッピングモータ６の駆動によりレンズ保持体５が上下方向に往復移動し、レンズ群４が撮像素子１０に対して移動して被写体がフォーカシング（ズーミン）されて撮像素子１０により電気信号に変換される。

レンズ群４の移動位置の制御は、レンズ保持体５の基準位置を原点として実施される。基準位置の検出について図２乃至図４を参照して説明する。

ステッピングモータ６の駆動により送りねじ軸８を回転させてレンズ保持体５を図２中上方に移動させる。レンズ保持体５が上方に移動すると、図３に示すように、レンズ保持体５の当接面１５がカバー３の内側の面に当接してレンズ保持体５の移動が規制される。この状態で更にステッピングモータ６を駆動させることにより、レンズ保持体５の位置が規制された状態で、即ち、ねじアーム１２のナット部材１３の位置が規制された状態で送りねじ軸８が回転する。

これにより、送りねじ軸８が図中下側にスラスト移動し、送りねじ軸８の下端が一対の接点パターン３６、３７に当接する（図４参照）。送りねじ軸８の下端が一対の接点パターン３６、３７に当接することにより、送りねじ軸８が導通経路となって一対の接点パターン３６、３７が導通し、レンズ保持体５（レンズ群４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール１では、送りねじ軸８の反力であるスラスト移動により、送りねじ軸８を導通経路として一対の接点パターン３６、３７を導通させて基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。このため、平面スペースに検出用の部材を設ける必要がなく、スペース的に有利な構成となる。また、送りねじ軸８のスラスト移動により一対の接点パターン３６、３７を導通させるようにしたので、別途検出のための部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制して低コスト化を図ることができる。また、回転動作を直動動作に変換する送りねじ軸８の直動動作軸近傍にある一対の接点パターン３６、３７に圧力を加えるため、モーメントによる動力損失を防ぎ効率よく力を伝達して接点を確保することが可能になる。そのため、少ない力、すなわち小さな動力若しくは少ない電力で検出が可能となり、カメラモジュールの小型化又は省電力化が可能となる。

図５乃至図７に基づいて本発明の第２実施形態例を説明する。

図５乃至図７には本発明の第２実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してあり、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視に相当する断面である。そして、図５はレンズユニットが中間地点にある状態、図６はレンズユニットが基準位置（上端）に達した状態、図７は基準位置を検出した状態である。尚、図１乃至図４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

カメラモジュール４４は、送りねじ軸８の下端部の回路基板２０との間には空間部３５が形成され、空間部３５の送りねじ軸８の下端部の直下における回路基板２０には被接触部材としての固定接点４１が設けられている。また、固定接点４１と送りねじ軸８の下端部との間には接触部材としての板ばね４２が配され、板ばね４２はベース２に片持ち状態で保持され送りねじ軸８の下端を上方に付勢する状態で保持されている。そして、板ばね４２はリード線４３により回路基板２０に電気的に接続されている。

レンズ群４の基準位置の検出の際に、送りねじ軸８がスラスト移動（下方への移動）して片持ち状態の板ばね４２を押圧すると、板ばね４２が付勢力に抗して固定接点４１に当接し、板ばね４２と固定接点４１が導通するようになっている。板ばね４２と固定接点４１の導通により、レンズ保持体５（レンズ群４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール４４では、送りねじ軸８の反力であるスラスト移動により、板ばね４２を押圧して固定接点４１に当接させ、板ばね４２と固定接点４１を導通させることで基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群４の基準位置を検出することができる。このため、平面スペースに検出用の部材を設ける必要がなく、スペース的に有利な構成となる。

また、送りねじ軸８のスラスト移動により板ばね４２と固定接点４１を導通させるようにしたので、別途検出のための部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制して低コスト化を図ることができる。また、送りねじ軸８をスラスト移動させて推力により板ばね４２に圧力を加えるため、効率よく力を伝達して接点を確保することが可能になる。また、板ばね４２は通常時には送りねじ軸８を上方に付勢しているので、バックラッシをつめることができ、レンズ保持体５の動作精度を確保することができる。また、接点は固定接点４１が一つであるので、安定した接点とすることができる。

図８に基づいて本発明の第３実施形態例を説明する。

図８には本発明の第３実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してあり、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視に相当する断面である。尚、図１乃至図４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

カメラモジュール４６は、送りねじ軸８の下端部の回路基板２０との間には空間部３５が形成され、空間部３５の送りねじ軸８の下端部の直下における回路基板２０には被接触部材としての接点パターン４７が設けられ、接点パターン４７の周方向外側には接点パターン４７と同心状でリング状の接触部材としてのリング接点パターン４８が設けられている。接点パターン４７及びリング接点パターン４８の上面は皿ばね４９で覆われ、更に柔軟性に富み薄肉で片面に接着剤を塗布したシール５０により、皿ばね４９を回路基板２０に固定している。

レンズ群４の基準位置の検出の際に、送りねじ軸８がスラスト移動（下方への移動）して皿ばね４９を押圧することで、皿ばね４９が接点パターン４７及びリング接点パターン４８に当接し、接点パターン４７とリング接点パターン４８が導通するようになっている。接点パターン４７とリング接点パターン４８の導通により、レンズ保持体５（レンズ群４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール４６では、送りねじ軸８の反力であるスラスト移動により、皿ばね４９を押圧して接点パターン４７及びリング接点パターン４８に当接させ、接点パターン４７及びリング接点パターン４８を導通させることで基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群４の基準位置を検出することができる。このため、平面スペースに検出用の部材を設ける必要がなく、スペース的に有利な構成となる。

また、送りねじ軸８のスラスト移動により皿ばね４９を介して接点パターン４７とリング接点パターン４８を導通させるようにしたので、別途検出のための部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制して低コスト化を図ることができる。また、送りねじ軸８をスラスト移動させて推力により皿ばね４９に圧力を加えるため、効率よく力を伝達して接点を確保することが可能になる。また、接点パターン４７とリング接点パターン４８と皿ばね４９がシール５０で覆われた状態にされているので、接点摩耗等による塵が外部に飛散することがない。

図９に基づいて本発明の第４実施形態例を説明する。

図９には本発明の第４実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してあり、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視に相当する断面である。尚、図１乃至図４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

カメラモジュール５１は、送りねじ軸８の下端部の回路基板２０との間には空間部３５が形成され、空間部３５の送りねじ軸８の下端部の直下からずれた位置における回路基板２０には被接触部材としての固定接点５２が設けられている。また、固定接点５２と送りねじ軸８の下端部との間には接触部材としての板ばね５３が配され、板ばね５３は送りねじ軸８の下端部を挟んで固定接点５２の反対側におけるベース２に片持ち状態で保持されている。そして、板ばね５３はリード線５４により回路基板２０に電気的に接続されている。

つまり、板ばね５３は先端部の位置が固定接点５２に接触するようになっており、ベース２側の支持点と先端部の間が送りねじ軸８の下端部に押圧されて先端部が固定接点５２に接触するようになっている。これにより、送りねじ軸８の変位が拡大されて板ばね５３の先端部に伝達さる。

レンズ群４の基準位置の検出の際に、送りねじ軸８がスラスト移動（下方への移動）して片持ち状態の板ばね５３の中間部位を押圧すると、変位が拡大された状態で板ばね５３の先端部位が固定接点５２に当接し、板ばね５３と固定接点５２が導通する。板ばね５３と固定接点５２の導通により、レンズ保持体５（レンズ群４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール５１では、送りねじ軸８の反力であるスラスト移動により、板ばね５３を押圧して変位が拡大された状態で固定接点５２に当接させ、板ばね５３と固定接点５２を導通させることで基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群４の基準位置を検出することができる。このため、送りねじ軸８のスラスト移動により板ばね５３と固定接点５２を導通させるようにしたので、別途検出のための部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制して低コスト化を図ることができる。また、送りねじ軸８をスラスト移動させて推力により板ばね５３に圧力を加えるため、効率よく力を伝達して接点を確保することが可能になる。

また、変位が拡大された状態で板ばね５３の先端部位が固定接点５２に当接するので、ステッピングモータ６の動作分解能が微小な場合でも接点を導通させるのに十分な変位が確保され安定して特定のステップ位置で接点を導通させることができると共に、位置再現性を高めることができる。そして、通常であれば変位を拡大させる場合は大きな入力が必要となるが、推力を発生する送りねじ軸８の軸上で押圧し動力損失が少ないため、大きな動力源を用いることがない。

図１０に基づいて本発明の第５実施形態例を説明する。

図１０には本発明の第５実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してあり、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視に相当する断面である。尚、図１乃至図４に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

カメラモジュール５６は、送りねじ軸８の下端部の回路基板２０との間には空間部３５が形成され、空間部３５の送りねじ軸８の下端部の直下における回路基板２０にはリング接点パターン５７が設けられ、リング接点パターン５７の上部は導電性の皿ばね５８で覆われている。皿ばね５８はシールにより回路基板２０に固定され、送りねじ軸８の下端部に常時接触している。

また、ねじアーム１２のナット部材１３の上側には導電性の当接ナット５９が設けられ、入力歯車１７を介して送りねじ軸８が回転することにより、ナット部材１３を介してねじアーム１２及びレンズ保持体５が上昇すると、当接ナット５９がヨーク２２に当接する。当接ナット５９がヨーク２２に当接した位置がレンズ保持体５の基準位置とされている。

レンズ群４の基準位置を検出する場合、ステッピングモータ６の駆動により送りねじ軸８を回転させてレンズ保持体５を図１０中上方に移動させる。レンズ保持体５が上方に移動すると、当接ナット５９がヨーク２２に当接し、当接ナット５９、送りねじ軸８、皿ばね５８を介してリング接点パターン５７とヨーク２２が導通する。リング接点パターン５７とヨーク２２の導通によりレンズ保持体５（レンズ群４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール５６では、当接ナット５９をヨーク２２に接触させてリング接点パターン５７とヨーク２２を導通させることで基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなく確実にレンズ群４の基準位置を検出することができる。

図１１に基づいて本発明の第６実施形態例を説明する。

図１１には本発明の第６実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してある。

図に示すように、カメラモジュール６１のベース６２には撮像素子６３が設けられ、撮像素子６３の上方にはレンズ群６４を保持するレンズ保持体６５が備えられている。レンズ保持体６５の側部におけるベース６２とカバー６６との間には、モータとしての円筒ステッピングモータ６７が設けられ、円筒ステッピングモータ６７の駆動によりレンズ保持体６５をレンズ群６４の光軸方向（図１１中上下方向）に往復移動させる駆動伝達機構６０が備えられている。

ベース６２とカバー６６とにわたり一対のガイド軸６８が設けられ、ガイド軸６８にはレンズ保持体６５の腕部６９ａ、６９ｂが摺動自在に支持されている。一方の腕部６９ｂには円筒ステッピングモータ６７の下側に配されるねじアーム７１が一体に設けられ、ねじアーム７１には導電性のナット部材７２が設けられている。

円筒ステッピングモータ６７にはコイル７３の励磁により駆動回転する回転軸７４がラジアル軸受け７５を介して回転可能に設けられ、回転軸７４はレンズ群６４の光軸方向（図１１中上下方向）に延びてスラスト移動自在に配されている。回転軸７４の下端には導電性の送りねじ軸７６が一体に設けられ、回転軸７４及び送りねじ軸７６により、出力端部にねじ部が形成された回転軸が構成されている。

送りねじ軸７６はねじアーム７１のナット部材７２に螺合し、円筒ステッピングモータ６７の駆動により送りねじ軸８が回転すると、ナット部材７２を介してねじアーム７１及びレンズ保持体６５が上下に往復移動する。レンズ保持体６５が上昇し、ナット部材７２が円筒ステッピングモータ６７側（下側のスラスト軸受け７５）に当接した位置がレンズ保持体６５（レンズ群６４）の基準位置とされている。

レンズ保持体６５とベース６２との間には圧縮コイルばね７７が設けられ、圧縮コイルばね７７の付勢力によりねじアーム７１と共にレンズ保持体６５が上方側に付勢されている。つまり、ナット部材７２と送りねじ軸７６のねじ部のバックラッシがつめられた状態にされている。更に送りねじ軸７６をスラスト軸受け６６ａに付勢する働きもある。

送りねじ軸７６の下端部には隙間が形成され、送りねじ軸７６の下端部に対向してベース６２側には接点パターン７８が設けられている。導電性の送りねじ軸７６がスラスト移動（下方への移動）して接点パターン７８に当接すると、送りねじ軸７６及びナット部材７２及びヨーク７９（リード端子）を導通経路として接点パターン７８が導通するようになっている。接点パターン７８の導通により、詳細は後述するように、レンズ保持体６５の基準位置が検出される。

上記構成のカメラモジュール６１では、円筒ステッピングモータ６７の駆動によりレンズ保持体６５が上下方向に往復移動し、レンズ群６４が撮像素子６３に対して移動して被写体がフォーカシング（ズーミン）されて撮像素子６３により電気信号に変換される。レンズ群６４の移動位置の制御は、レンズ保持体６５の基準位置を原点として実施される。

基準位置の検出について説明する。

円筒ステッピングモータ６７の駆動により回転軸７４と共に送りねじ軸７６を回転させてレンズ保持体６５を図中上方に移動させる。レンズ保持体６５が上方に移動すると、ナット部材７２が円筒ステッピングモータ６７のスラスト軸受け７５に当接してレンズ保持体６５の移動が規制される。この状態で更に円筒ステッピングモータ６７を駆動させることにより、レンズ保持体６５の位置が規制された状態で、即ち、ねじアーム１２のナット部材７２の位置が規制された状態で送りねじ軸７６（回転軸７４）が回転する。

これにより、送りねじ軸７６（回転軸７４）が図中下側にスラスト移動し、送りねじ軸７６の下端が接点パターン７８に当接する。送りねじ軸７６の下端が接点パターン７８に当接することにより、送りねじ軸７６、ナット部材７２及びヨーク７９（リード端子）が導通経路となって接点パターン７８が導通し、レンズ保持体６５（レンズ群６４）の基準位置が検出される。

上述したカメラモジュール６１では、円筒ステッピングモータ６７の構成部材である送りねじ軸７６、ナット部材７２及びヨーク７９を導通経路として接点パターン７８を導通させて基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。このため、平面スペースに検出用の部材を設ける必要がなく、スペース的に有利な構成となる。また、送りねじ軸７６のスラスト移動により接点パターン７８を導通させるようにしたので、別途検出のための部材を設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制して低コスト化を図ることができる。また、送りねじ軸７６をスラスト移動させて推力により接点パターン７８に圧力を加えるため、効率よく力を伝達して接点を確保することが可能になる。

図１２に基づいて本発明の第７実施形態例を説明する。

図１２には本発明の第７実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面視を示してある。

図に示すように、カメラモジュール８１のベース枠８２には撮像素子８３が設けられ、撮像素子８３の上方にはレンズ群８４を保持するレンズ保持体８５が備えられている。ベース枠８２には一対のガイド軸８６が設けられ、ガイド軸８６にはレンズ保持体８５が摺動自在に支持されている。レンズ保持体８５とベース枠８２との間には圧縮コイルばね８７が設けられ、圧縮コイルばね８７の付勢力によりレンズ保持体８５が上方側に付勢されている。

レンズ保持体８５には当接部９８が設けられ、レンズ保持体８５が上方側に移動して当接部９８がベース枠８２のストッパ８２ａに当接することでレンズ保持体８５の基準位置とされる。

一方、ベース枠８２の側部には図中上下方向（レンズ群８４の光軸方向）に延びる直動ガイド８８が設けられ、直動ガイド８８には板カム支持体８９が上下動自在に支持されている。板カム支持体８９の下端部の直下におけるベース枠８２の底部には接点パターン９０が設けられ、接点パターン９０と板カム支持体８９の間には板ばね９１が設けられ、板カム支持体８９は常時板ばね９１により上方に付勢されている。板カム支持体８９の上方側の移動端は板ばね９１の付勢力により当接部９２に当接している。

板カム支持体８９には回動案内部材９３が設けられ、回動案内部材９３には板カム９４が回動自在に支持されている。板カム９４にはカム溝９５が形成され、カム溝９５は回動案内部材９３からの距離が徐々に異なるカム形状が平面板に備えられている。レンズ保持体８５にはカムフォロア９６が設けられ、カムフォロア９６はカム溝９５に摺動自在に嵌合している。つまり、板カム９４が回動することにより、レンズ保持体８５が上下に往復移動する。

板カム９４には歯部１０１が形成されている。また、ベース枠８２にはステッピングモータ１０２が設けられ、ステッピングモータ１０２の出力軸には駆動ピニオン１０３が取り付けられている。駆動ピニオン１０３は板カム９４の歯部１０１に噛み合い、ステッピングモータ１０２の駆動により駆動ピニオン１０３及び歯部１０１を介して板カム９４が回動案内部材９３を中心に回動する。板カム９４の回動により、カム溝９５に案内されてカムフォロア９６が上下動し、レンズ保持体８５が上下動してレンズ群８４が上下に移動する。

上記構成のカメラモジュール８１では、ステッピングモータ１０２の駆動により駆動ピニオン１０３及び歯部１０１を介して板カム９４が回動案内部材９３を中心に回動し、板カム９４の回動により、カム溝９５に案内されてカムフォロア９６と供にレンズ保持体８５が上下動する。レンズ保持体８５の上下動によりレンズ群８４が撮像素子８３に対して移動して被写体がフォーカシング（ズーミン）されて撮像素子８３により電気信号に変換される。レンズ群８４の移動位置の制御は、レンズ保持体８５の基準位置を原点として実施される。

基準位置の検出について説明する。

ステッピングモータ１０２の駆動により板カム９４を回動させてレンズ保持体８５を上側に移動させる。レンズ保持体８５の当接部９２がベース枠８２のストッパ８２ａに当接することでレンズ保持体８５の移動が規制される（基準位置）。レンズ保持体８５の位置が規制された状態で更にステッピングモータ１０２を駆動させると、板カム９４及び板カム支持体８９が板ばね９１の付勢力に抗して下側にスラスト移動する。板カム支持体８９の下側へのスラスト移動により板ばね９１が接点パターン９０に接触し、接点パターン９０の導通が確保されてレンズ保持体８５（レンズ群８４）の基準位置が検出される。

尚、基準位置の検出の際には、駆動ピニオン１０３と歯部１０１の噛み合いが外れないようにする必要がある。このため、板ばね９１と接点パターン９０の隙間よりも、駆動ピニオン１０３と歯部１０１の噛み合い量が大きく設定されている。

上述したカメラモジュール８１では、レンズ保持体８５の移動に連動して接点パターン９０を導通させて基準位置を検出しているので、独立した部材を用いることなくレンズ群の基準位置を検出することができる。このため、部品点数の増加を抑制してレンズ駆動機構の低コスト化を図ることができる。

また、検出の方法として、部材同士の接触時の電気的導通による例を挙げたが、本発明の特徴である、機構的に動力損失が少なく検出部材に力を伝達することができることを利用し、その他の検出方法を利用することもできる。

例えば圧電センサを用い、接触時の変位により発生した電流を検知する方法などを適用することも可能である。

具体的には、例えば、第１実施形態の図２において、接点パターン３６、３７を削除し、そこに圧電センサを設置する。こうすれば、送りねじ軸８が圧電センサに接触した際の圧力変動を検知することができる。

本発明は、携帯電子機器例えばカード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に搭載されて、フォーカシングやズーミング等のために用いられるレンズ群の駆動モジュールの産業分野で利用することができる。

また、本発明は、レンズ群のフォーカシングやズーミング等のために用いられるレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュール及びカメラモジュールを備えた電子機器の産業分野で利用することができる。

本発明の第１実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 本発明の第２実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第２実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第３実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第４実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第５実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第６実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。 本発明の第７実施形態例に係るレンズ駆動モジュールを備えたカメラモジュールの断面図である。

符号の説明

１、４４、６１、８１ カメラモジュール
２、６２ ベース
３、６６ カバー
４、６４、８４ レンズ群
５、６５、８５ レンズ保持体
６ ステッピングモータ
７、６０ 駆動伝達機構
８、７６ 送りねじ軸
１０、６３、８３ 撮像素子
１１、６８、８６ ガイド軸
１２ ねじアーム
１３、７２ ナット部材
１４ スラスト軸受
１５ 当接面
１６、７７、８７ 圧縮コイルばね
１７ 入力歯車
２０ 回路基板
２１ コイルブロック
２２、７９ ヨーク
２３ ロータ
２４ 鉄心
２５ 励磁コイル
２６ ヨーク連結部
３１ 出力歯車
３２ 減速軸
３３ 入力平歯車
３４ 出力歯車
３５ 空間部
３６、３７、７８、９０ 接点パターン
３９ 仕切壁
４１ 固定接点
４２、９１ 板ばね
４３ リード線
５０ シール
５９ 当接ナット
６７ 円筒ステッピングモータ
７１ ねじアーム
７３ コイル
７４ 回転軸
７５ スラスト軸受
８２ ベース枠
８８ 直動ガイド
８９ 板カム支持体
９２、９８ 当接部
９３ 回動案内部材
９４ 板カム
９５ カム溝
９６ カムフォロア
１０１ 歯部
１０２ ステッピングモータ
１０３ 駆動ピニオン

Claims (13)

1. 少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる駆動伝達機構を備え、レンズの基準位置への到達時に駆動伝達機構によって基準位置を検出する基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
2. 少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる駆動伝達機構を備え、レンズの基準位置への到達時に駆動伝達機構に働く反力によって基準位置を検出する基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
3. 少なくとも１つのレンズをモータの駆動により光軸方向に移動させる送りねじ軸と、
   送りねじ軸をスラスト方向に付勢する付勢手段と、
   レンズの基準位置でレンズを停止させると共に、レンズが停止した後の送りねじ軸の回転により送りねじ軸をスラスト方向に移動させる停止部材と、
   送りねじ軸のスラスト方向への移動を検出することでレンズの基準位置を検出する基準位置検出手段と
   を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
4. 請求項３に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   基準位置検出手段は、送りねじ軸のスラスト方向への移動により接触部材と被接触部材が接触することで導通状態とされレンズの基準位置を検出すること
   を特徴とするレンズ駆動モジュール。
5. 請求項４に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   レンズの基準位置を検出する際の送りねじ軸のスラスト方向への移動は、付勢手段により付勢する向きと反対の向きへの移動であることを
   特徴とするレンズ駆動モジュール。
6. 請求項５に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   光軸方向に沿って、レンズを挟んで停止部材と反対側に被写体を撮像する素子を有する回路基板を備え、被接触部材が回路基板に設けられたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
7. 請求項４に記載のレンズ駆動モジュールにおいて
   接触部材は、導電性の送りねじ軸と一体に形成されて送りねじ軸が導通経路となって被接触部材と導通される
   ことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
8. 請求項４に記載のレンズ駆動モジュールにおいて
   接触部材は、送りねじ軸のスラスト移動により押されることで接点が閉じられて導通状態が達成されるばね部材である
   ことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
9. 請求項８に記載のレンズ駆動モジュールにおいて
   ばね部材は、常時送りねじ軸を付勢している
   ことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
10. 請求項１に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
    モータは、
    着磁されたロータ磁石と動力伝達部を有し回転動作を行うロータと、
    供給された電気エネルギーにより磁場を発生させるコイルと、前記磁場の磁路を構成するヨークからなるステータと
    を備え、
    レンズはレンズ保持体に保持され、レンズ保持体には導電性のナット部材が設けられ、ナット部材に送りねじ軸が螺合し、送りねじ軸には接点パターンが常時当接し、送りねじ軸の回転によりナット部材とヨークの間の導通が確保されると接点パターンが導通状態とされ基準位置が検出される基準位置検出手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
11. 請求項２に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
    モータはレンズ群の光軸方向に沿って延び出力端部にねじ部が形成された回転軸を備え、レンズ群はレンズ保持体に保持され、レンズ保持体は回転軸のねじ部に螺合するナットを備え、
    モータの回転軸の回転によりナットがモータ側に当接した時点で更に回転軸の回転により回転軸がスラスト方向に移動して接点パターンに当接することを特徴とするレンズ駆動モジュール。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のレンズ駆動モジュールに撮像素子を備えたことを特徴とするカメラモジュール。
13. 請求項１２に記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする電子機器。

Images