JP2008058732A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】板バネの安定した荷重特性と接合強度を得ることができるカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】上部板バネ２０は、被固定部材であるヨーク５に固定されている外環部２０ａと、外環部２０ａに対して変位すると共にホルダ８に固定されている内環部２０ｂと、内環部側の基部２１ｂと外環部側の基部２１ａを有すると共に内環部２０ｂを外環部２０ａに対して支持している複数の架橋部２０ｃとを有し、外環部２０ａとヨーク５とが溶接部分２１ｃにおいてレーザ溶接法により溶接され、溶接部分２１ｃは各架橋部２０ｃの外環部側の基部２１ａの周囲に位置していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュールに関し、さらに詳しくは、比較的小型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話などのカメラ付き小型電子機器に用いることができるカメラモジュールに関する。

比較的小型のデジタルカメラなどにおいて、オートフォーカスやズーム等を目的として、コイルに流れる電流により発生する磁界と、ヨーク及びマグネットにより構成された磁気回路の磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズユニットを変位させることができるカメラモジュールが使用されている。

このようなカメラモジュールには、レンズユニットを保持しているバレル、及びこのバレルを保持しているホルダを光軸方向に変位可能に支持するための板バネが使用されている。

図５は、このようなカメラモジュールのレンズユニット（図示せず）を光軸方向に変位させるためのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。なお、撮像素子（図示せず）はベース１１１の下方に配置されている。

カバー１０１とベース１１１との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位可能に収容されている。

ホルダ１０８の上下の各円筒縁部には上部板バネ１０４の内環部１０４ｂと下部板バネ１１０の内環部１１０ｂがそれぞれ取付けられており、上部板バネ１０４の外環部１０４ａはベース１１１に固定されているヨーク１０５の上面に接着されており、下部板バネ１１０の外環部１１０ａはベース１１１に接着されている。

この上部板バネ１０４と下部板バネ１１０のそれぞれの外環部１０４ａ、１１０ａと内環部１０４ｂ、１１０ｂとの間に形成されている各３本の架橋部１０４ｃ、１１０ｃが撓むことによりホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位することができる。

上記ヨーク１０５には複数のマグネット片１０６が接着されており磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界にコイル１０７が配置されている。このコイル１０７はホルダ１０８の外周に巻回されており、コイル１０７に電流を供給することによりホルダ１０８をレンズユニットの光軸方向へ変位させる駆動力を得る。なお、符号１０３により示す部材はコイル１０７へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号１０２により示す部材は上部板バネ１０４の内環部上面に装着されるストッパであり、符号１０９により示す部材は下部板バネ１１０とヨーク１０５の底面との間に装着されるプレートである。

図６は、上述した上部板バネ１０４とヨーク１０５の斜視図である。上部板バネ１０４はリング状の外環部１０４ａと、この外環部１０４ａと同軸に配置されているリング状の内環部１０４ｂを有し、内環部１０４ｂは３本の架橋部１０４ｃにより外環部１０４ａに支持されている。この架橋部１０４ｃは円弧状の形状を有し、外環部１０４ａと内環部１０４ｂの間に形成されているリング状の間隙内において外環部１０４ａの内周縁と内環部１０４ｂの外周縁に沿うように延在している。

上部板バネ１０４の外環部１０４ａの裏面は、ヨーク１０５の表面に合成樹脂により接着されている。この接着作業は、合成樹脂をヨーク１０５の表面に塗布した後、上部板バネ１０４をヨーク１０５の表面に押し付けて行う。この合成樹脂による接着部分は上部板バネ１０４とヨーク１０５との間に存在し、符号１０５ａによって示されている。

なお、上記アクチュエータ機構１００に類似するアクチュエータ機構が特許文献１に開示されている。

特開2004-280031

上記のように上部板バネ１０４をヨーク１０５に合成樹脂により接着した場合、接着の際に上部板バネ１０４がヨーク１０５の表面に押し付けられることによって接着箇所における合成樹脂が流れるように広がってしまうという問題がある。この接着箇所における合成樹脂が外環部１０４ａ側から架橋部１０４ｃの基部１０４ｄに流れるように拡がると、合成樹脂による接着箇所と架橋部１０４ｃの基部１０４ｄとの間の距離を確定することができない。この接着箇所と架橋部１０４ｃの基部１０４ｄとの間の上部板バネ１０４の領域（未接着部分の領域）は弾性変形が可能な領域であるため、当該領域の範囲が確定できないと、架橋部１０４ｃの板バネとしての荷重特性を安定して得ることができない。このように架橋部１０４ｃの板バネとしての荷重特性が安定しないと、コイル１０７への電力供給に伴うホルダ１０８の初期応答速度と初期変位量が安定せず、ホルダ１０８の位置を正確に制御することが困難になる。さらに、接着剤が架橋部１０４ｃの基部に付着すると架橋部１０４ｃのバネ定数が変動し、予め定められている架橋部１０４ｃのバネ定数を維持することが不可能になる。この問題を解決するためにヨーク１０５の表面への合成樹脂の塗布量を減少すると、カメラモジュールを装着した小型電子機器を誤って落下させた場合に、この接着箇所の接着力不足により上部板バネ１０４がヨーク１０５の表面から部分的に剥離してしまうという新たな問題が発生する。

上記のような問題を解決するために、上部板バネ１０４とヨーク１０５とを合成樹脂によらず抵抗溶接法により溶接する方法が考えられる。しかし、抵抗溶接法では、ヨーク５の表面に載置した上部板バネ１０４に対して荷重を加える必要があるため、この荷重によって上部板バネ１０４の外環部１０４ａや架橋部１０４ｃの基部に応力歪が生じ、架橋部１０４ｃの荷重特性（バネ定数）に変動を生じてしまう。さらに、抵抗溶接法では外環部１０４ｃの裏面やヨーク１０５の表面が酸化すると電気抵抗値が変動し所定の溶接強度を安定して確保できないという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑み、板バネの安定した荷重特性と接合強度を得ることができるカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明に係るカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、前記ホルダに設けられているコイルと、前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、前記ホルダを支持する板バネと、前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールにおいて、前記板バネは、被固定部材に固定されている外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部側の基部と前記外環部側の基部を有すると共に前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有し、前記外環部と前記被固定部材とがレーザ溶接法により溶接されていることを特徴とする。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置が、前記各架橋部の前記外環部側の基部周囲であることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置が、前記各架橋部の前記外環部側の基部から略等距離に離間した２箇所であることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記外環部には、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置において、前記被固定部材に向かって突出する凸部が形成されていることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記被固定部材には、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置において、前記外環部に向かって突出する凸部が形成されていることが好ましい。

請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、板バネの外環部と被固定部材とがレーザ溶接法により溶接されている。レーザ溶接法により外環部と被固定部材との溶接位置を正確に確定できるため、板バネの架橋部の荷重特性を予め定めた値に一致させることができる。また、レーザ溶接法を用いることにより、板バネと被固定部材の両部材が溶融されるため、溶接箇所における各部材の表面の酸化状態等の影響を受けず、また、非常に接合強度が高いため、被固定部材からの板バネの剥離を確実に防止することができる。また、溶接の際に板バネに荷重を加える必要がないため、板バネにおいて荷重による応力歪が生じるおそれがない。

請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、レーザ溶接法による溶接箇所が各架橋部の外環部側の基部の周囲に位置している。このため溶接箇所と外環部側の基部との間における距離が最短となり、板バネにおける弾性変形が可能な領域を予め定めた範囲に確定しやすい。従って、板バネのより安定した荷重特性を得ることができる。

請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、各架橋部の外環部側の基部から略等距離に離間した２箇所において溶接される。各溶接箇所の面積を半分の面積に抑えることができるため、外環部の幅が狭い場合でも十分な接合強度を確保することができる。

請求項４記載の発明に係るカメラモジュールは、外環部の溶接位置に被固定部材に向かって突出する凸部が形成されている。レーザ溶接法による溶接工程において被固定部材に板バネを載置すると、凸部の突出側表面となる溶接部分が確実に被固定部材の表面と面接触する。従って、レーザ溶接法による溶接の際に、外環部の溶接部分が被固定部材と確実に溶融し、安定した溶接強度を確保することができる。

請求項５記載の発明に係るカメラモジュールは、被固定部材の溶接位置に外環部に向かって突出する凸部が形成されている。レーザ溶接法による溶接工程において被固定部材に板バネを載置すると、凸部の突出側表面となる溶接部分が確実に外環部の裏面と面接触する。従って、レーザ溶接法による溶接の際に、被固定部材の溶接部分が外環部と確実に溶融し、安定した溶接強度を確保することができる。

以下、本発明に係る実施形態のカメラモジュールについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

本実施形態のカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニット（図示せず）と、前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダ８と、前記ホルダ８に設けられているコイル７と、前記コイル７に磁界を提供するヨーク５及びマグネット片６と、前記ホルダ８を支持する上部板バネ２０と、前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子（図示せず）とを有し、前記上部板バネ２０は、被固定部材であるヨーク５に固定されている外環部２０ａと、前記外環部２０ａに対して変位すると共に前記ホルダ８に固定されている内環部２０ｂと、前記内環部側の基部２１ｂと前記外環部側の基部２１ａを有すると共に前記内環部２０ｂを前記外環部２０ａに対して支持している複数の架橋部２０ｃとを有し、前記外環部２０ａと前記被固定部材であるヨーク５とがレーザ溶接法により溶接されていることを特徴とする。

最初に図４を参照しつつ本実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１について説明する。なお、撮像素子（図示せず）はベース１０の下方に配置されている。

カバー２とベース１０との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ８がレンズユニットの光軸方向へ変位可能に収容されている。

ホルダ８の上下の各円筒縁部には、それぞれ上部板バネ２０の内環部２０ｂと下部板バネ３０の内環部３０ｂが取付けられており、上部板バネ２０の外環部２０ａ（図１参照）はヨーク５の上面に取付けられ、下部板バネ３０の外環部３０ａはベース１０に取付けられている。

上記ヨーク５には複数のマグネット片６が接着されており、アクチュエータ機構１の磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界にコイル７が配置されている。このコイル７はホルダ８の外周に巻回されており、コイル７に電流を供給することによりホルダ８をレンズユニットの光軸方向へ変位させることができる。なお、符号４により示す部材はコイル７へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号３により示す部材は上部板バネ２０の内環部２０ｂ（図１参照）上面に装着されるストッパであり、符号９により示す部材は下部板バネ３０とヨーク５の底面との間に装着されるプレートである。

次に、図１を参照しつつ上部板バネ２０とヨーク５について説明する。
上部板バネ２０はベリリウム銅製の金属板を打抜き加工したものであり、リング状の外環部２０ａと、この外環部２０ａと同軸に配置されているリング状の内環部２０ｂを有している。内環部２０ｂは３本の架橋部２０ｃにより外環部２０ａに支持されている。この架橋部２０ｃは円弧状の形状を有し、外環部２０ａの内周縁と内環部２０ｂの外周縁に沿うように延在している。また、各架橋部２０ｃは、外環部側の基部２１ａと内環部側の基部２１ｂとを有している。

上部板バネ２０とヨーク５とはレーザ溶接法により溶接される。この溶接作業は、ヨーク５の表面に載置した上部板バネ２０の上方からレーザ光を照射し、レーザ光によって上部板バネ２０とヨーク５の表面部分をスポット的に溶融して行う。この上部板バネ２０とヨーク５との３箇所の溶接部分は、図１において、符号２１ｃによって示されている。なお、ヨーク５の溶融の深さ寸法は上部板バネ２０の厚さ寸法よりもやや大きい。

以下、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態のカメラモジュールは、上部板バネ２０の外環部２０ａと被固定部材であるヨーク５とがレーザ溶接法により溶接されている。レーザ溶接法により外環部２０ａとヨーク５との溶接位置を正確に確定できるため、上部板バネ２０の架橋部２０ｃの荷重特性を予め定めた値に一致させることができる。これは、上部板バネ２０の溶接部分２１ｃと架橋部２０ｃの外環部側の基部２１ａとの間の距離を正確に確定できるため、当該溶接部分２１ｃと外環部側の基部２１ａとの間における上部板バネ２０が弾性変形が可能な領域を予め定めた範囲に確定できるからである。故に、当該弾性変形の領域が確定されることにより、架橋部２０ｃの板バネとしての荷重特性を安定して得ることができる。また、レーザ溶接法では、溶接箇所において、上部板バネ２０の外環部２０ａとヨーク５の両部材が溶融されるため、溶接箇所における各部材の表面の酸化状態等の影響を受けず、また、非常に接合強度が高いため、ヨーク５の表面からの上部板バネ２０の剥離を確実に防止することができる。また、レーザ溶接法では、ヨーク５の表面に載置した上部板バネ２０に荷重を加える必要がないため、上部板バネ２０の外環部２０ａや架橋部２０ｃにおいて荷重による応力歪が生じるおそれがない。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、レーザ溶接法による溶接部分２１ｃが各架橋部２０ｃの外環部側の基部２１ａの周囲に位置している。このため溶接部分２１ｃと外環部側の基部２１ａとの間における距離が最短となり、上部板バネ２０における弾性変形が可能な領域を予め定めた範囲に確定しやすい。従って、板バネのより安定した荷重特性を得ることができる。

上記実施形態における溶接部分２１ｃの位置は一例であり、例えば、図２に示すように、各架橋部２０ｃの外環部側の基部２１ａから略等距離に離間した各２箇所の溶接部分２１ｄに代えることも可能である。この場合、各溶接部分２１ｄの面積を溶接部分２１ｃの半分の面積に抑えることができるため、外環部２０ａの幅が狭い場合でも十分な接合強度を確保することができる。

さらに、上記実施形態の外環部２０ａには、外環部２０ａと被固定部材であるヨーク５との溶接が行われる溶接部分２１ｃの位置において、ヨーク５に向かって突出する凸部２１ｅを形成することが好ましい。この凸部２１ｅは、図１のＡ−Ａ線断面図である図３に示されているように、溶接部分２１ｃの大きさと位置に対応する領域がプレス加工により突出するように外環部２０ａの３箇所に形成されている。このため、レーザ溶接法による溶接工程においてヨーク５の表面に上部板バネ２０を載置すると、上部板バネ２０はこの３箇所の凸部２１ｅによって３点支持された状態となり、当該凸部２１ｅの突出側表面となる溶接部分２１ｃが確実にヨーク５の表面と面接触する。従って、レーザ溶接法による溶接の際に、溶接部分２１ｃがヨーク５と確実に溶融し、安定した溶接強度を確保することができる。この凸部２１ｅは上部板バネ２０に形成されているが、上部板バネ２０に凸部を形成しない代わりに非固定部材であるヨーク５の表面に溶接部分２１ｃの大きさと位置に対応する凸部を形成しても良い。この場合でも、上記凸部２１ｅと同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明において、被固定部材はヨーク５に限定されない。上記実施形態において、上部板バネ２０とヨーク５とをレーザ溶接法により溶接することを説明したが、これは一例に過ぎず、下部板バネ３０とベース１０とをレーザ溶接法により溶接することも可能である。この場合において被固定部材はベース１０となるが、被固定部材は板バネが固定される部材であればヨーク５やベース１０以外の他の部材であっても良い。

本発明に係る実施形態のカメラモジュールに用いられる上部板バネ２０の平面図であり、ヨーク５の表面に溶接された状態を示す平面図である。なお、３つの黒点で示されているのが溶接部分２１ｃである。 本発明に係る他の実施形態のカメラモジュールに用いられる上部板バネ２０の平面図であり、ヨーク５の表面に溶接された状態を示す平面図である。なお、６つの黒点で示されているのが溶接部分２１ｄである。 図1に示すＡ−Ａ線断面図であり、溶接部分２１ｃに凸部２１ｅを形成した場合における上部板バネ２０とヨーク５の表面との位置関係を示す。 本発明に係る実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１の分解斜視図である。 従来のカメラモジュールのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。 図５に示すカメラモジュールに用いられる上部板バネ１０４とヨーク１０５との斜視図である。なお、接着部分１０５ａは上部板バネ１０４の裏面とヨーク１０５の表面の間に存在する。

符号の説明

１、１００ アクチュエータ機構
２、１０１ カバー
３、１０２ ストッパ
４、１０３ フレキシブルプリント基板
５、１０５ ヨーク
６、１０６ マグネット片
７、１０７ コイル
８、１０８ ホルダ
９、１０９ プレート
１０、１１１ ベース
２０、１０４ 上部板バネ
２０ａ、３０ａ、１０４ａ、１１０ａ 外環部
２０ｂ、３０ｂ、１０４ｂ、１１０ｂ 内環部
２０ｃ、３０ｃ、１０４ｃ、１１０ｃ 架橋部
２１ａ 外環部側の基部
２１ｂ 内環部側の基部
２１ｃ、２１ｄ 溶接部分
２１ｅ 凸部
３０、１１０ 下部板バネ
１０４ｄ 基部
１０５ａ 接着部分

Claims (5)

1. カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、
   前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、
   前記ホルダに設けられているコイルと、
   前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、
   前記ホルダを支持する板バネと、
   前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールにおいて、
   前記板バネは、被固定部材に固定されている外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部側の基部と前記外環部側の基部を有すると共に前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有し、
   前記外環部と前記被固定部材とがレーザ溶接法により溶接されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置は、前記各架橋部の前記外環部側の基部周囲である請求項１記載のカメラモジュール。
3. 前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置は、前記各架橋部の前記外環部側の基部から略等距離に離間した２箇所である請求項１記載のカメラモジュール。
4. 前記外環部には、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置において、前記被固定部材に向かって突出する凸部が形成されている請求項１記載のカメラモジュール。
5. 前記被固定部材には、前記外環部と前記被固定部材との溶接が行われる溶接位置において、前記外環部に向かって突出する凸部が形成されている請求項１記載のカメラモジュール。
   

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