JP2007187747A - 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】 部品点数を増加させることなく可動レンズ枠の移動を精度良く維持することができるレンズ駆動モジュール及びカメラモジュールとする。
【解決手段】 一つの圧縮コイルばね２５５により第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２をスラスト方向及びラジアル方向に付勢し、第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６に対するスラスト方向のがたつきが及び第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８に対する回転方向のがたつきを防止し、部品点数を増加させることなく第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の移動を精度良く維持する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、フォーカシングやズーミングを行うために用いられるレンズ駆動モジュール及びこの装置を備えて構成されるカメラモジュールに関する。

また、本発明は、このカメラモジュールが搭載される電子機器、例えば、携帯電子機器であるカード形デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等に関する。

従来、ズーム機構を有したカメラをコンパクトにするために、モータと歯車列及びカム筒を用いて鏡筒（レンズ群）を光軸方向に移動させることが知られている。しかし、カム筒を用いて鏡筒（レンズ群）を光軸方向に移動させる技術では、レンズの外径より外側にカム筒を配置するため、鏡筒が大きくなってしまう。一方、歯車列を介してリードスクリューにモータの駆動力を伝達し、リードスクリューの回転により送りナットを介してレンズ群（バレル）を光軸方向に往復移動させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

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。

近年の小型軽量化、更には高画質化等の要望に対し、駆動機構の省スペース化とレンズの移動精度の向上との両立が高次元で求められているのが現状であり、少ないスペース、即ち、撮像装置の小形化を図りながらレンズの移動精度が向上できる技術が求められているのが実情である。

例えば、レンズ駆動機構において、レンズ枠をスラスト方向、ラジアル方向、あおり方向にがたなく支持する構造として、従来は、複数の弾性部材や特殊な弾性部材を用いる構造や、引張りばねを用いて所望の方向に部材を引張る構造が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４等参照）。

しかし、複数の弾性部材や特殊な弾性部材を用いたり、引張りばねを用いた場合、大きなスペースを必要とし、小形化には適していない問題があった。また、特殊な弾性部材を用いた場合、コストが嵩み小形化に適用した場合には組み立てが難しくなる問題があった。
特開２００２−２１４５０９号公報 特開２００１−２４２３６９号公報 特開２００４−２６４６９９号公報 特開２０００−４７２９０号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、機器の小形化とレンズの移動精度の確保を高次元で両立することができるレンズ駆動モジュール及びカメラ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、機器の小形化とレンズの移動精度の確保を高次元で両立することができるレンズ駆動モジュール及びカメラモジュールを備えた電子機器を提供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、光軸方向に沿って往復移動する第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠を備え、第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠とにわたり第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠を離反方向に付勢する付勢手段を備え、第１可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置と第２可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置とが光軸方向から見て互いに偏心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１の態様では、一つの付勢手段により第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠のスラスト方向とラジアル方向のがたつきを防止することができる。

そして、本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、付勢手段は圧縮コイルばね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２の態様では、一つの圧縮コイルばねにより第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠のスラスト方向とラジアル方向のがたつきを防止することができる。

また、本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１可動レンズ枠を往復移動させる第１モータを備えると共に、第２可動レンズ枠を往復移動させる第２モータを備え、第１モータ及び第２モータで第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠とを独立して移動させることでズーム用とフォーカス用とを独立に駆動する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、第１モータ及び第２モータにより第１の可動レンズ枠及び第２の可動レンズ枠をがたつきなく往復移動させることができる。

また、本発明の第４の態様は、第３の態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１可動レンズ枠を検知する第１検知手段を第１可動レンズ枠の基準位置に設けると共に、第２可動レンズ枠の基準位置を検知すると共に第１可動レンズ枠を検知する第２検知手段を第２可動レンズ枠の基準位置に設け、第１検知手段と第２検知手段の検知情報に基づいて第１検知手段と第２検知手段の間隔を導出して第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠の相対位置を把握する制御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４の態様では、機器の個体差に拘わらず常に第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠の位置関係を正確に把握することができる。

また、本発明の第５の態様は、第３または第４の態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１可動レンズ枠には光軸方向に延びる第１送りねじ軸が螺合すると共に、第２可動レンズ枠には光軸方向に延びる第２送りねじ軸が螺合し、第１モータの駆動力を第１送りねじ軸に伝達する第１動力伝達手段を備え、第２モータの駆動力を第２送りねじ軸に伝達する第２動力伝達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５の態様では、第１送りねじ軸及び第２送りねじ軸の駆動により第１可動レンズ枠及び第２可動レンズ枠をがたつきなく往復移動させることができる。

また、本発明の第６の態様は、第５の態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１送りねじ軸を軸方向の一方側に付勢する第１ねじ付勢手段を備えると共に、第２送りねじ軸を軸方向の一方向に付勢する第２ねじ付勢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６の態様では、第１送りねじ軸及び第２送りねじ軸の軸方向のがたつきをなくすことができる。

また、本発明の第７の態様は、第１〜第６のいずれかの態様に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１可動レンズ枠の往復移動のみを許容する第１ガイド軸を備えると供に、第２可動レンズ枠の往復移動のみを許容する第２ガイド軸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７の態様では、第１可動レンズ枠及び第２可動レンズ枠の回転方向の移動を規制することができる。

また、本発明の第８の態様は、第１〜第７の態様のいずれかに記載のレンズ駆動モジュールにおいて、第１レンズ枠を挟んで第２レンズ枠の反対側の光軸方向の一端側に第１固定レンズ枠を有する第１ハウジングを設け、第２レンズ枠を挟んで第１レンズ枠の反対側の光軸方向の他端側に第２固定レンズ枠を有する第２ハウジングを設け、第１ハウジング及び第２ハウジングには互いに嵌合する壁部が形成され、第１ハウジングと第２ハウジングを嵌合した際に光軸方向に交差する方向に窓部が形成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８の態様では、モジュールの強度を増すことができ、窓部により光学系や駆動機構のメンテナンスを行うことができる。

上記目的を達成するための本発明の第９の態様は、光軸方向に沿って往復移動する可動レンズ枠を備え、ハウジング側と可動レンズ枠とにわたり可動レンズ枠を一方向に付勢する付勢手段を備え、可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置とハウジング側に対する付勢手段の当接位置とが光軸方向から見て互いに偏心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、一つの付勢手段により可動レンズ枠をスラスト方向とラジアル方向のがたつきを防止することができる。

上記目的を達成するための本発明の第１０の態様は、第１〜第９のいずれかの態様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にある。

第１０の態様では、一つの付勢手段により可動レンズ枠をスラスト方向とラジアル方向のがたつきを防止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１１の態様は、第１０の態様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にある。

第１１の態様では、一つの付勢手段により可動レンズ枠をスラスト方向とラジアル方向のがたつきを防止することができるレンズ駆動モジュールを有するカメラモジュールを備えた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及びカメラモジュールは、機器の小形化とレンズの移動精度の確保を高次元で両立することができるレンズ駆動モジュール及びカメラモジュールとなる。

また、本発明の電子機器は、機器の小形化とレンズの移動精度の確保を高次元で両立することができるレンズ駆動モジュール及びカメラモジュールを備えた電子機器となる。

図１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全体構成図、図２はカメラモジュールの分解斜視図、図３、図４はカメラモジュールの平面図、図５は図３中のＶ−Ｖ線矢視図、図６は図３中のＶＩ−ＶＩ線矢視図、図７は図４中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図、図８はレンズ枠の平面図、図９は第１レンズ枠の平面図、図１０は第２レンズ枠の平面図、図１１は第２ハウジングの斜視図、図１２はレンズ枠を除く部材を保持した状態の第２ハウジングの斜視図、図１３は第１ハウジング及び基板を嵌合した状態の斜視図、図１４は図１３中の基板側からの斜視図、図１５はカメラモジュールを有する電子機器のブロック構成図、図１６はレンズ枠の位置関係を検出している状態の説明図である。

また、図１７は他の実施形態例に係る送りねじ軸の斜視図である。更に、図１８は本発明の他の実施形態例に係るカメラモジュールの断面図である。

図１乃至図１８に示したカメラモジュールは、電子機器として、携帯電話のカメラ、ＰＣのカメラ等としてスペースに限りがある部位に適用して好適である。

図１、図２に示すように、カメラモジュール２００の筐体として、被写体側の固定レンズが備えられる第１ハウジング２０１と、撮像素子及び撮像素子側の固定レンズが備えられる第２ハウジング２０２とを有している。第１ハウジング２０１及び第２ハウジング２０２にはそれぞれ縦壁部２０３が備えられ、縦壁部２０３が互いに嵌合して一つの筐体を構成するようになっている。縦壁部２０３を介して第１ハウジング２０１と第２ハウジング２０２を嵌合することにより、光軸方向に交差する方向、即ち、側面部に窓部２０４が形成されるようになっている。筐体には回路ブロック２０５、補強板２０６等が取り付けられ、窓部２０４はカバー２０７で塞がれるようになっている。

図２に示すように、第１ハウジング２０１及び第２ハウジング２０２から構成される筐体には、カメラモジュール２００の構成部材である、第１可動レンズ枠２１１、第２可動レンズ枠２１２、第１モータ２１３（ステッピングモータ）、第２モータ２１４（ステッピングモータ）、第１送りねじ２１５、第２送りねじ２１６、第１ガイド軸２１７、第２ガイド軸２１８、付勢手段としてのコイルばね２１９、第１板ばね２２０、第２板ばね２２１、第１検知手段としての第１フォトインタラプタ２２２、第２フォトインタラプタ２２３等が主要構成部材として収容保持されている。

図３乃至図１４に基づいてカメラモジュール２００を具体的に説明する。

図３、図５に示すように、第２ハウジング２０２のレンズ枠（第２固定レンズ枠）には第２固定レンズ群２２５が設けられ、第２固定レンズ群２２５の後面（図５中下側）の基板２０９上には撮像素子（ＣＣＤカメラ等）２２６が設けられている。第１ハウジング２０１のレンズ枠（第１固定レンズ枠）には第１固定レンズ群２１０が設けられ、第１固定レンズ群２１０と第２固定レンズ群２２５は光軸が同軸状に配置されている。

第２固定レンズ群２２５を対角状態に挟んで第２ハウジング２０２には第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８の下端部が支持されている。第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８の上端部は第１ハウジング２０１に支持され、第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８が第２固定レンズ群２２５を挟んで筐体内に立設さている。

第１ガイド軸２１７には第１可動レンズ枠２１１が摺動自在に支持され、摺動部は軸方向に長さを持った支持部位２２７となっている。このため、第１可動レンズ枠２１１の傾きが防止される。また、第１可動レンズ枠２１１は貫通孔２２８を介して第２ガイド軸２１８に貫通されている。そして、第１可動レンズ枠２１１には第１可動レンズ群２２９が設けられている。第２ガイド軸２１８には第２可動レンズ枠２１２が摺動自在に支持され、摺動部は軸方向に長さを持った支持部位２３１となっている。このため、第２可動レンズ枠２１２の傾きが防止される。また、第２可動レンズ枠２１２は貫通孔２３２を介して第１ガイド軸２１７に貫通されている。そして、第２可動レンズ枠２１２には第２可動レンズ群２３３が設けられている。

つまり、第１可動レンズ枠２１１は第１ガイド軸２１７によって上下の往復移動のみが許容され、第２可動レンズ枠２１２は第２ガイド軸２１８によって上下の往復移動のみが許容されている。そして、第１可動レンズ枠２１１は貫通孔２２８が第２ガイド軸２１８を貫通することにより回転方向の動きが規制され、第２可動レンズ枠２１２は貫通孔２３２が第１ガイド軸２１７を貫通することにより回転方向の動きが規制されている。

図５、図７に示すように、第１可動レンズ枠２１１の支持部位２２７に対応する部位、即ち、貫通孔２３２の部位における第２可動レンズ枠２１２には第２逃げ部２３４が設けられ、第２逃げ部２３４により第１可動レンズ枠２１１の支持部位２２７が軸方向で第２可動レンズ枠２１２と一部重複するようにされている。また、第２可動レンズ枠２１２の支持部位２３１に対応する部位、即ち、貫通孔２２８の部位における第１可動レンズ枠２１１には第１逃げ部２３５が設けられ、第１逃げ部２３５により第２可動レンズ枠２１２の支持部位２３１が軸方向で第１可動レンズ枠２１１と一部重複するようにされている。

このため、第１ガイド軸２１７に対する第１可動レンズ枠２１１の支持部位２２７を軸方向に長くとって安定性を高めた場合でも、第２可動レンズ枠２１２が軸方向で干渉することがなくなると共に、第２ガイド軸２１８に対する第２可動レンズ枠２１２の支持部位２３１を長くとって安定性を高めた場合でも、第１可動レンズ枠２１１が軸方向で干渉することがなくなり、支持長さを十分に確保しても第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２の移動範囲を拡大することができ、第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２を接近させることができる。

図２に示すように、第２ハウジング２０２を構成する縦壁部２０３によりフォトインタラプタ取付け部２３６が形成され、フォトインタラプタ取付け部２３６には、第１フォトインタラプタ２２２、第２フォトインタラプタ２２３が位置決めされ、第１フォトインタラプタ２２２、第２フォトインタラプタ２２３に固定された補強板２０６が第２ハウジング２０２の壁面に固定される。フォトインタラプタ取付け部２３６に第１フォトインタラプタ２２２、第２フォトインタラプタ２２３が固定されることで、第１フォトインタラプタ２２２、第２フォトインタラプタ２２３は第２ハウジング２０２の所定位置に容易に位置決めされて保持される。

一方、図２、図５、図９に示すように、第１可動レンズ枠２１１の第１フォトインタラプタ２２２側には第１遮蔽部２３７が設けられ、第１フォトインタラプタ２２２の位置で第１遮蔽部２３７が通過することで第１可動レンズ枠２１１の所定位置が検出される。第１可動レンズ枠２１１の第２フォトインタラプタ２２３側には補助遮蔽部２３８が設けられている。つまり、第１可動レンズ枠２１１の両側には第１遮蔽部２３７及び補助遮蔽部２３８が設けられている。

また、図２、図５、図１０に示すように、第２可動レンズ枠２１２の第２フォトインタラプタ２２３側には第２遮蔽部２３９が設けられ、第２フォトインタラプタ２２３の位置で第２遮蔽部２３９が通過することで第２可動レンズ枠２１２の所定位置が検出される。また、第２フォトインタラプタ２２３の位置で第１可動レンズ枠２１１の補助遮蔽部２３８が通過することで第１可動レンズ枠２１１の所定位置が第２フォトインタラプタ２２３の位置でも検出される。

図２に示すように、第２ハウジング２０２を構成する縦壁部２０３によりモータ取付け部２４１が形成され、モータ取付け部２４１には第１モータ２１３、第２モータ２１４が固定される。モータ取付け部２４１に第１モータ２１３、第２モータ２１４が固定されることで、第１モータ２１３、第２モータ２１４は第２ハウジング２０２の所定位置に容易に位置決めされて保持される。

図６、図７に示すように、第１固定レンズ群２１０及び第２固定レンズ群２２５の光路開口の両外側における第１ハウジング２０１と第２ハウジング２０２とにわたり、レンズ群の光軸方向（図中上下方向）に延びる第１送りねじ２１５、第２送りねじ２１６が回転自在に支持されている。第１送りねじ２１５のねじ部２４２には第１可動レンズ枠２１１の螺合部２４３が螺合し、第２送りねじ２１６のねじ部２４４には第２可動レンズ枠２１２の螺合部２４５が螺合している。

第１送りねじ２１５の下端には入力歯車２４６が設けられ、第２送りねじ２１６の下端には入力歯車２４７が設けられている。一方、第１モータ２１３には出力歯車２４８が設けられ、第２モータ２１４には出力歯車２４９が設けられている。第１モータ２１３の出力歯車２４８と第１送りねじ２１５の入力歯車２４６には伝達歯車２５０が噛み合い、第２モータ２１４の出力歯車２４９と第２送りねじ２１６の入力歯車２４７には伝達歯車２５１が噛み合っている。図中の符号で２５２は伝達歯車２５０、２５１を支持する輪列受である。

つまり、第１モータ２１３の駆動により、出力歯車２４８、伝達歯車２５０及び入力歯車２４６を介して第１送りねじ２１５が回転し、第１送りねじ２１５の回転によりねじ部２４２に螺合する螺合部２４３を介して第１可動レンズ枠２１１が上下方向に往復移動する。また、第２モータ２１４の駆動により、出力歯車２４９、伝達歯車２５１及び入力歯車２４７を介して第２送りねじ２１６が回転し、第２送りねじ２１６の回転によりねじ部２４４に螺合する螺合部２４５を介して第２可動レンズ枠２１２が上下方向に往復移動する。このため、第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２がそれぞれ独立して上下方向に往復移動し、第１可動レンズ群２２９及び第２可動レンズ群２３３が第１固定レンズ群２１０及び第２固定レンズ群２２５の間で独立して任意の位置に動作されるようになっている。これにより、ズーミング及びフォーカシングを独立して行うことができる。

尚、第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６の下端に入力歯車２４６、２４７がそれぞれ取り付けられているが、図１７に示すように、スリップ機構を有する入力歯車２９１を適用することも可能である。即ち、入力歯車２９１には逃げ溝２９２が形成され、所定の回転力が働くと相対回転できる状態の支持穴２９３に第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６の下端が取り付けられている。

このため、第１送りねじ２１５の回転が規制された状態で入力歯車２９１に回転力が伝わると、第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６が支持穴２９３に対して相対的に回転し、入力歯車２９１の回転力が第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６に伝わることがない。このため、無理な力が入力歯車２９１の取付き部に働くことがなくなり、駆動機構の破損を防止することが可能になる。

一方、図６、図７に示すように、第２可動レンズ枠２１２の螺合部２４５は光軸方向の上側に突出して形成され、螺合部２４５に対応する第１レンズ枠２１１には逃げ部２５３が形成されている。このため、第２可動レンズ枠２１２の螺合部２４５と第１レンズ枠２１１が光軸方向で一部が重複した状態になっている。

このため、螺合部２４５で第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２が軸方向に干渉することがなくなり、第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２の移動範囲を拡大することができる。また、螺合部２４５は光軸方向の上側に突出して形成されているので、第２可動レンズ枠２１２を第２送りねじ２１６の最下端まで下降させても、入力歯車２４７に干渉することがなく、更に、第２可動レンズ枠２１２の移動範囲を拡大することができる。

図６、図７に示すように、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の間には付勢手段としての圧縮コイルばね２５５が設けられ、圧縮コイルばね２５５により第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２は離反方向（光軸方向：スラスト方向）及び離反方向に交差する方向（光軸方向に交差する方向：ラジアル方向）に付勢されている。

即ち、図９に示すように、第１可動レンズ枠２１１の下面にはばね案内溝２５６が形成され、ばね案内溝２５６は、図中下側が太く上側が細い溝となっている。また、図１０に示すように、第２可動レンズ枠２１２の上面にはばね案内溝２５７が形成され、ばね案内溝は、図中下側が細く上側が太い溝となっている。ばね案内溝２５６、２５７にわたり圧縮コイルばね２５５を設けることで、図８に示すように、第１可動レンズ枠２１１の支持部と第２可動レンズ枠２１２の支持部とが光軸方向で、図中上下がラジアル方向にオフセットされた状態になっている。

このため、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２は、一つの圧縮コイルばね２５５により、第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６に対するスラスト方向のがたつきが防止され、第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８に対するラジアル方向のがたつき、即ち、貫通孔２２８、２３２の第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８に対するがたつきが防止される。従って、部品点数を増加させることなく第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の移動を精度良く維持することができる。

尚、ばね案内溝２５６、２５７は、溝幅が一定の円周溝を偏心して形成することも可能である。

上述した実施形態例では、圧縮コイルばね２５５を設けたレンズ駆動モジュールとして、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２を備えたモジュールを例に挙げて説明したが、可動レンズ枠が一つのレンズ駆動モジュールに上述した圧縮ばねを用いた機構を適用することも可能である。

図１８には可動レンズ枠が一つのレンズ駆動モジュールに上述した圧縮ばねを用いた機構を適用した例を示してある。

図に示すように、ハウジングとしての地板２７１と輪列受２７２とにわたりガイドシャフト２７３、２７４が立設され、ガイドシャフト２７３には可動レンズ枠２７５が軸方向にのみ移動が許容された状態で支持されている。また、可動レンズ枠２７５はガイドシャフト２７４を貫通し、ガイドシャフト２７４により回転方向の動きが規制されている。また、ハウジングとしての地板２７１と輪列受２７２とにわたり送りねじ軸２７６が回転自在に支持され、送りねじ軸２７６のねじ部には可動レンズ枠２７５が螺合している。送りねじ軸２７６の端部（上端）には入力歯車２７７が設けられ、駆動歯車２７８の駆動回転力が伝達歯車２６０を介して入力歯車２７７に入力される。駆動歯車２７８の駆動回転力が入力歯車２７７に入力されることで、送りねじ軸２７６が回転して可動レンズ枠２７５が上下方向に往復移動する。

図中の符号で、２７０は可動レンズ枠２７５に保持される可動レンズ群、２７９は基板、２８０は可動レンズ群２７０に対向して基板２７９上に配置される撮像素子である。

そして、可動レンズ枠２７５と地板２７１の間には付勢手段としての圧縮コイルばね２６９が設けられ、圧縮コイルばね２６９により可動レンズ枠２７５は上方（光軸方向：スラスト方向）及び光軸方向に交差する方向（ラジアル方向）に付勢されている。

即ち、可動レンズ枠２７５の下面のばね案内溝２８１と地板２７１の上面のばね案内溝２８２は、光軸方向の上下で、ラジアル方向にオフセットされた状態になっている。こんおため、可動レンズ枠２７５に対する圧縮コイルばね２６９の支持位置（当接位置）と地板２７１に対する圧縮コイルばね２６９の支持位置（当接位置）が偏心した状態になり、一つの圧縮コイルばね２６９により可動レンズ枠２７５がスラスト方向及びラジアル方向に付勢される。

このため、可動レンズ枠２７５は、一つの圧縮コイルばね２６９により送りねじ軸２７６に対するスラスト方向のがたつきが防止され、ガイドシャフト２７４に対する貫通部のがたつきが防止される。従って、部品点数を増加させることなく可動レンズ枠２７５の移動を精度良く維持することができる。

図１乃至図１６に示す実施形態例の説明に戻る。

図２、図７に示すように、第１ガイド軸２１７の上端には第１板ばね２２０の一端部が挿入して取り付けられ、第１板ばね２２０の途中部位には第１送りねじ２１５のスラスト受け２８５が挿入して取り付けられている。更に、第１板ばね２２０の先端（他端部）は第１ハウジング２０１の内側に設けられた第１押部２８６により下側（第２ハウジング２０２側）に押圧されている。また、第２ガイド軸２１８の上端には第２板ばね２２１の一端部が挿入して取り付けられ、第２板ばね２２１の途中部位には第２送りねじ２１６のスラスト受け２８７が挿入して取り付けられている。更に、第２板ばね２２１の先端（他端部）は第１ハウジング２０１の内側に設けられた第２押部２８８により下側（第２ハウジング２０２側）に押圧されている。

つまり、第１板ばね２２０は第１ガイド軸２１７の支持部が支点となり、第１押部２８６により押圧されている部位が力点となり、第１送りねじ２１５のスラスト受け２８５の部位が作用点となって、第１送りねじ２１５が下側に付勢されている。また、第２板ばね２２１は第２ガイド軸２１８の支持部が支点となり、第２押部２８８により押圧されている部位が力点となり、第２送りねじ２１６のスラスト受け２８７の部位が作用点となって、第２送りねじ２１６が下側に付勢されている。

従って、第１板ばね２２０により第１送りねじ２１５が軸方向に付勢されてがたつきが防止され、第２板ばね２２１により第２送りねじ２１６が軸方向に付勢されてがたつきが防止されているので、軸方向のスペースを要することなく第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６のがたつきを防止することができる。また、第１板ばね２２０を第１ガイド軸２１７の上端及びスラスト受け２８５に挿入すると共に、第２板ばね２２１を第２ガイド軸２１８の上端及びスラスト受け２８７に挿入し（図１２参照）、第１ハウジング２０１を被せることで第１板ばね２２０及び第２板ばね２２１が第１押部２８６及び第２押部２８８に押圧されて固定される。

このため、衝撃に強く、第１板ばね２２０及び第２板ばね２２１を固定する工程を省略することができ、第１ハウジング２０１の内側で固定が完結し、固定用の作業穴等を設ける必要がない。

図１１乃至図１４に基づいて上述したカメラモジュール２００の組み立ての概要を説明する。

図１１に示すように、第２ハウジング２０２には窓部２０４、フォトインタラプタ取付け部２３６、モータ取付け部２４１が形成され、第２ハウジング２０２には第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８が備えられている。図１２に示すように、モータ取付け部２４１に第１モータ２１３及び第２モータ２１４を位置決め保持し、フォトインタラプタ取付け部２３６に第１フォトインタラプタ２２２及び第２フォトインタラプタ２２３を位置決め保持する。更に、第１送りねじ２１５、第２送りねじ２１６等の駆動機構を取り付け、第１板ばね２２０、第２板ばね２２１を所定の場所に取り付ける。図１３に示すように、第１可動レンズ枠２１１、第２可動レンズ枠２１２等を取り付け、第１ハウジング２０１を嵌合し、回路ブロック２０５を取り付ける。

これにより、図１３、図１４に示すように、窓部２０４が開口した状態で筐体に駆動機構等が組み付けられる。窓部２０４を用いて所望のレンズ群の組み付け等を行い、窓部２０４に、図１に示したカバー２０７を取り付けてカメラモジュール２００とされる。尚、窓部２０４は対向して筐体の両面に形成されており、図１に示したカバー２０７が図１４に示した窓部２０４にも取り付けられる。レンズ等の部品のメンテナンスを行う場合、カバー２０７だけを取り外して第１ハウジング２０１及び第２ハウジング２０２からなる筐体の構造はそのままで作業を行う。

モータ取付け部２４１に第１モータ２１３及び第２モータ２１４を位置決め保持し、フォトインタラプタ取付け部２３６に第１フォトインタラプタ２２２及び第２フォトインタラプタ２２３を位置決め保持するようにしているので、駆動手段及び検出手段の位置決めと組み立てを容易におこなうことができる。また、縦壁部２０３を備えた第１ハウジング２０１及び第２ハウジング２０２を嵌合して筐体を構成しているので、モジュールの強度を十分に確保することができる。

上述したカメラモジュール２００を適用した電子機器の概要を図１５に基づいて説明する。

図に示すように、レンズ駆動モジュール３０１は、第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２、第１可動レンズ枠２１１及び第２可動レンズ枠２１２の位置を検出する第１フォトインタラプタ２２２及び第２フォトインタラプタ２２３、送りねじ等から構成されるレンズ駆動機構３０２及びレンズ駆動機構３０３、歯車列等から構成される伝達部材３０４及び伝達部材３０５、第１モータ２１３及び第２モータ２１４で構成されている。そして、カメラモジュール２００は、レンズ駆動モジュール３０１に撮像素子２２６を備えたものであり、カメラモジュール２００を備えた電子機器３０６は、モータドライバ３１１及びモータドライバ３１２、ＣＰＵやメモリを備えた制御部３１３、撮像素子２２６からの信号が処理される信号処理部３１４、撮像画像等を表示する表示部３１５を備えている。

上述したレンズ駆動モジュール３０１には、第１フォトインタラプタ２２２及び第２フォトインタラプタ２２３により、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対位置を把握する機能が備えられている。初期に第１フォトインタラプタ２２２及び第２フォトインタラプタ２２３により第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の原点を検出してその値に基づいて第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対位置を把握することができるが、電源を再投入した時や使用時の衝撃などによる外力に応じて機器の組み付け状態に固体差が生じるため、所望の時期に第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対関係を把握することは、長期にわたり高精度にレンズを駆動するために重要である。

図１６に基づいて第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対関係を把握する機能を説明する。

図１６（ａ）に示すように、第１可動レンズ枠２１１が第１可動レンズ枠２１１の所定位置（原点位置）を検出するための第１フォトインタラプタ２２２の上方に配され、第２可動レンズ枠２１２が第２可動レンズ枠２１２の所定位置（原点位置）を検出するための第２フォトインタラプタ２２３の下方に配される。

この状態から、図１６（ｂ）に示すように、第１可動レンズ枠２１１を下降させると、第１フォトインタラプタ２２２の位置で第１可動レンズ枠２１１の第１遮蔽部２３７が検出され、第１可動レンズ枠２１１の原点位置が検出される。更に、図１６（ｃ）に示すように、第１可動レンズ枠２１１を下降させると、第２フォトインタラプタ２２３の位置で第１可動レンズ枠２１１の補助遮蔽部２３８が検出され、第２フォトインタラプタ２２３の位置の第１可動レンズ枠２１１の位置状態が検出される。

そして、図１６（ｄ）に示すように、第１可動レンズ枠２１１を原点位置まで上昇させて原点位置までの第１モータ２１３のステップ数等を記憶し、第２フォトインタラプタ２２３の位置から第１フォトインタラプタ２２２の位置までの間隔を把握する。次に、第２可動レンズ枠２１２を上昇させると、第２フォトインタラプタ２２３の位置で第２可動レンズ枠２１２の第２遮蔽部２３９が検出され、第２可動レンズ枠２１２の原点位置が検出される。

第１可動レンズ枠２１１の昇降により第２フォトインタラプタ２２３の位置から第１フォトインタラプタ２２２の位置までの間隔が把握された状態で、第１可動レンズ枠２１１が原点位置にある時に第２可動レンズ枠２１２の原点位置が検出されると、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対関係が把握される。つまり、外力等により機器の組み付け状態に固体差が生じても、個別の機器毎に第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の位置関係を把握することができる。

このため、個々の機器で第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の相対位置を認識できるようになり、使用状態の違いや、第１フォトインタラプタ２２２や第２フォトインタラプタ２２３の取付け位置のばらつき等を含めた誤差を機器毎に認識できるので、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の移動制御を高い次元で精度良く行うことができる。

尚、補助遮蔽部を第２可動レンズ枠２１２に設けて、第１可動レンズ枠２１１の原点位置に対する第２可動レンズ枠２１２の位置を把握することも可能である。

従って、上述した実施形態例では、第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２は、一つの圧縮コイルばね２５５によりスラスト方向及びラジアル方向に付勢されているので、第１送りねじ２１５及び第２送りねじ２１６に対するスラスト方向のがたつきが防止され、第１ガイド軸２１７及び第２ガイド軸２１８に対するがたつきが防止される。従って、部品点数を増加させることなく第１可動レンズ枠２１１と第２可動レンズ枠２１２の移動を精度良く維持することができる。

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などに搭載されて、フォーカシングやズーミングを行うために用いられるレンズ駆動モジュール及びこの装置を備えて構成されるカメラモジュールの産業分野で利用することができる。

本発明の一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全体構成図である。 カメラモジュールの分解斜視図である。 カメラモジュールの平面図である。 カメラモジュールの平面図である。 図３中のＶ−Ｖ線矢視図である。 図３中のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。 図４中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。 レンズ枠の平面図である。 第１レンズ枠の平面図である。 第２レンズ枠の平面図である。 第２ハウジングの斜視図である。 レンズ枠を除く部材を保持した状態の第２ハウジングの斜視図である。 第１ハウジング及び基板を嵌合した状態の斜視図である。 図１３中の基板側からの斜視図である。 カメラモジュールを有する電子機器のブロック構成図である。 レンズ枠の位置関係を検出している状態の説明図である。 他の実施形態例に係る送りねじ軸の斜視図である。 本発明の他の実施形態例に係るカメラモジュールの断面図である。

符号の説明

２００ カメラモジュール
２０１ 第１ハウジング
２０２ 第２ハウジング
２０３ 縦壁部
２０４ 窓部
２０５ 回路ブロック
２０６ 補強板
２０７ カバー
２０９、２７９ 基板
２１０ 第１固定レンズ群
２１１ 第１可動レンズ枠
２１２ 第２可動レンズ枠
２１３ 第１モータ
２１４ 第２モータ
２１５ 第１送りねじ
２１６ 第２送りねじ
２１７ 第１ガイド軸
２１８ 第２ガイド軸
２１９ コイルばね
２２０ 第１板ばね
２２１ 第２板ばね
２２２ 第１フォトインタラプタ
２２３ 第２フォトインタラプタ
２２５ 第２固定レンズ群
２２６、２８０ 撮像素子
２２７、２３１ 支持部位
２２８、２３２ 貫通孔
２２９ 第１可動レンズ群
２３３ 第２可動レンズ群
２３４ 第２逃げ部
２３５ 第１逃げ部
２３６ フォトインタラプタ取付け部
２３７ 第１遮蔽部
２３８ 補助遮蔽部
２３９ 第２遮蔽部
２４１ モータ取付け部
２４２、２４４ ねじ部
２４３、２３５ 螺合部
２４６、２４７、２７７、２９１ 入力歯車
２４８、２４９ 出力歯車
２５０、２５１、２６０ 伝達歯車
２５２、２７２ 輪列受
２５５ 圧縮コイルばね
２５６、２５７、２８１、２８２ ばね案内溝
２６９ 圧縮コイルばね
２７０ 可動レンズ群
２７１ 地板
２７３、２７４ ガイドシャフト
２７５ 可動レンズ枠
２７６ 送りねじ軸
２７８ 駆動歯車
２８５、２８７ スラスト受け
２８６ 第１押部
２８８ 第２押部
２９２ 逃げ溝
２９３ 支持穴
３０１ レンズ駆動モジュール
３０２、３０３ レンズ駆動機構
３０４、３０５ 伝達部材
３０６ 電子機器
３１１、３１２ モータドライバ
３１３ 制御部
３１４ 信号処理部
３１５ 表示部

Claims (11)

1. 光軸方向に沿って往復移動する第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠を備え、第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠とにわたり第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠を離反方向に付勢する付勢手段を備え、第１可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置と第２可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置とが光軸方向から見て互いに偏心していることを特徴とするレンズ駆動モジュール。
2. 請求項１に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   付勢手段は圧縮コイルばねであることを特徴とするレンズ駆動モジュール。
3. 請求項１または請求項２に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   第１可動レンズ枠を往復移動させる第１モータを備えると共に、第２可動レンズ枠を往復移動させる第２モータを備え、第１モータ及び第２モータで第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠とを独立して移動させることでズーム用とフォーカス用とを独立に駆動する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、
   第１可動レンズ枠を検知する第１検知手段を第１可動レンズ枠の基準位置に設けると共に、第２可動レンズ枠の基準位置を検知すると共に第１可動レンズ枠を検知する第２検知手段を第２可動レンズ枠の基準位置に設け、第１検知手段と第２検知手段の検知情報に基づいて第１検知手段と第２検知手段の間隔を導出して第１可動レンズ枠と第２可動レンズ枠の相対位置を把握する制御手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
5. 請求項３または請求項４に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   第１可動レンズ枠には光軸方向に延びる第１送りねじ軸が螺合すると共に、第２可動レンズ枠には光軸方向に延びる第２送りねじ軸が螺合し、第１モータの駆動力を第１送りねじ軸に伝達する第１動力伝達手段を備え、第２モータの駆動力を第２送りねじ軸に伝達する第２動力伝達手段を備えた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、
   第１送りねじ軸を軸方向の一方側に付勢する第１ねじ付勢手段を備えると共に、第２送りねじ軸を軸方向の一方向に付勢する第２ねじ付勢手段を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   第１可動レンズ枠の往復移動のみを許容する第１ガイド軸を備えると供に、第２可動レンズ枠の往復移動のみを許容する第２ガイド軸を備えたことを特徴とするレンズ駆動モジュール。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のレンズ駆動モジュールにおいて、
   第１レンズ枠を挟んで第２レンズ枠の反対側の光軸方向の一端側に第１固定レンズ枠を有する第１ハウジングを設け、第２レンズ枠を挟んで第１レンズ枠の反対側の光軸方向の他端側に第２固定レンズ枠を有する第２ハウジングを設け、第１ハウジング及び第２ハウジングには互いに嵌合する壁部が形成され、第１ハウジングと第２ハウジングを嵌合した際に光軸方向に交差する方向に窓部が形成されることを特徴とするレンズ駆動モジュール。
9. 光軸方向に沿って往復移動する可動レンズ枠を備え、ハウジング側と可動レンズ枠とにわたり可動レンズ枠を一方向に付勢する付勢手段を備え、可動レンズ枠に対する付勢手段の当接位置とハウジング側に対する付勢手段の当接位置とが光軸方向から見て互いに偏心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〜請求項９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。
11. 請求項１０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。

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