JP2008145631A - カメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化できると共に、簡易な製造設備で鏡筒を鏡筒保持部材に対して位置調整することのできるカメラモジュールを提供する。
【解決手段】レンズ12を保持する鏡筒4aと、鏡筒4aを保持する鏡筒保持部材4bとを有し、鏡筒4aと鏡筒保持部材4bは互いの位置をレンズ12の光軸方向に調整可能な位置調整機構20を備え、位置調整機構20は鏡筒4aの外周面に形成される突出部21と、鏡筒保持部材4bの内周面に形成され突出部21が周方向に回動自在に載置される載置部22とからなり、突出部21は載置部22の下部に係合するフック状の係合部21bを備えると共に、突出部21を載置部22上で回動させることにより鏡筒4aを鏡筒保持部材4bに対してレンズ12の光軸方向に移動自在とした。
【選択図】図6
【解決手段】レンズ12を保持する鏡筒4aと、鏡筒4aを保持する鏡筒保持部材4bとを有し、鏡筒4aと鏡筒保持部材4bは互いの位置をレンズ12の光軸方向に調整可能な位置調整機構20を備え、位置調整機構20は鏡筒4aの外周面に形成される突出部21と、鏡筒保持部材4bの内周面に形成され突出部21が周方向に回動自在に載置される載置部22とからなり、突出部21は載置部22の下部に係合するフック状の係合部21bを備えると共に、突出部21を載置部22上で回動させることにより鏡筒4aを鏡筒保持部材4bに対してレンズ12の光軸方向に移動自在とした。
【選択図】図6
Description
本発明は、レンズを保持した鏡筒を鏡筒保持部材で保持した構成を有するカメラモジュールに関し、特に鏡筒を鏡筒保持部材に対してレンズの光軸方向に調整可能なカメラモジュールに関する。
携帯電話等の電子機器に内蔵されるカメラモジュールは、レンズを保持したレンズホルダと、レンズからの光を受光し電気信号に変換する撮像素子とを有して構成される。レンズホルダは、レンズを内周面に保持した筒状の鏡筒と、鏡筒を保持する鏡筒保持部材とによって構成されている。ここで、カメラの性能を最大限に引き出すためには、レンズの光軸方向位置を正確に調整する必要がある。このため、従来はこの調整を行うために、鏡筒と鏡筒保持部材との間をネジ構造とし、ネジ回転によって鏡筒を鏡筒保持部材に対して光軸方向に移動させフォーカス調整を行うと共に、調整が終了したら接着剤によって両者を固定するようにしていた。このようなカメラモジュールとしては、例えば特許文献1に挙げるようなものがある。また、鏡筒を保持しつつレンズの光軸方向に移動させる特殊な治具を使用して調整を行うこともあった。
特開2001−292365号公報
しかし、ネジ構造で鏡筒の位置を調整する場合には、鏡筒と鏡筒保持部の両方に全周に渡るネジ構造を形成する必要があり、カメラモジュールを大型化させる要因となっていた。また、特殊な治具を使用する場合には、製造設備が大掛かりなものとなって、製造コストを増大させることとなっていた。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、小型化できると共に、簡易な製造設備で鏡筒を鏡筒保持部材に対して位置調整することのできるカメラモジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係るカメラモジュールは、レンズを保持する鏡筒と、該鏡筒を保持する鏡筒保持部材とを有するカメラモジュールにおいて、
前記鏡筒と鏡筒保持部材は互いの位置を前記レンズの光軸方向に調整可能な位置調整機構を備え、該位置調整機構は前記鏡筒の外周面に形成される突出部と、前記鏡筒保持部材の内周面に形成され前記突出部が周方向に回動自在に載置される載置部とからなり、前記突出部は前記載置部の下部に係合するフック状の係合部を備えると共に、前記突出部を前記載置部上で摺動させることにより前記鏡筒を鏡筒保持部材に対して前記レンズの光軸方向に移動自在としたことを特徴として構成されている。
前記鏡筒と鏡筒保持部材は互いの位置を前記レンズの光軸方向に調整可能な位置調整機構を備え、該位置調整機構は前記鏡筒の外周面に形成される突出部と、前記鏡筒保持部材の内周面に形成され前記突出部が周方向に回動自在に載置される載置部とからなり、前記突出部は前記載置部の下部に係合するフック状の係合部を備えると共に、前記突出部を前記載置部上で摺動させることにより前記鏡筒を鏡筒保持部材に対して前記レンズの光軸方向に移動自在としたことを特徴として構成されている。
また、本発明に係るカメラモジュールは、前記位置調整機構を構成する前記載置部は上方を向いた傾斜状の上面を有し、該上面に載置される前記突出部の下方を向いた面も傾斜状に形成されることを特徴として構成されている。
さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記鏡筒の突出部は前記鏡筒保持部材の載置部より周方向に短く形成され、該載置部内で周方向に所定の範囲で摺動自在とされることを特徴として構成されている。
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールは、前記係合部は前記載置部の下部に対して上下方向に遊びを持たせた状態で係合し、前記鏡筒は前記鏡筒保持部材に対して上下方向に所定の範囲で移動自在とされることを特徴として構成されている。
本発明に係るカメラモジュールによれば、鏡筒と鏡筒保持部材は互いの位置をレンズの光軸方向に調整可能な位置調整機構を備え、位置調整機構は鏡筒の外周面に形成される突出部と、鏡筒保持部材の内周面に形成され突出部が周方向に回動自在に載置される載置部とからなり、突出部は載置部の下部に係合するフック状の係合部を備えると共に、突出部を載置部上で摺動させることにより鏡筒を鏡筒保持部材に対してレンズの光軸方向に移動自在としたことにより、鏡筒を鏡筒保持部材に対し仮止めしつつ、レンズの光軸方向に位置調整することができるので、簡易な製造設備で位置調整を行うことができると共に、ネジ構造が不要なので全体の小型化を図ることもできる。
また、本発明に係るカメラモジュールによれば、位置調整機構を構成する載置部は上方を向いた傾斜状の上面を有し、該上面に載置される突出部の下方を向いた面も傾斜状に形成されることにより、傾斜状の面に沿って鏡筒を回転させることで、容易にレンズの光軸方向に位置調整することができる。
さらに、本発明に係るカメラモジュールによれば、鏡筒の突出部は鏡筒保持部材の載置部より周方向に短く形成され、該載置部内で周方向に所定の範囲で摺動自在とされることにより、載置部内における調整代を確保し、所定範囲内での確実な位置調整を行うことができる。
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールによれば、係合部は載置部の下部に対して上下方向に遊びを持たせた状態で係合し、鏡筒は鏡筒保持部材に対して上下方向に所定の範囲で移動自在とされることにより、係合部によって仮止めをしつつ鏡筒を確実に位置調整することができる。
本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図1には本実施形態におけるカメラモジュールの斜視図を、図2にはカメラモジュールの分解斜視図を、図3には上面カバーを取り外した状態のカメラモジュールの平面図を、それぞれ示している。これら各図に示すように、本実施形態におけるカメラモジュールは、方形状の基板1上に基部2と箱状のハウジング3とを設け、ハウジング3内にはレンズ12を保持したレンズホルダ4と、レンズホルダ4をレンズ12の光軸方向に移動させる移動機構5と、移動機構5を駆動するソレノイド6とを納め、ハウジング3の上面にはレンズ12が露出するように上面カバー8が設けられてなるものである。
図2に示すようにレンズホルダ4は、レンズ12を保持する円筒状の鏡筒4aと、鏡筒4aの下部に取付けられ、それと一体化されるリング状の鏡筒保持部材4bとから構成されている。鏡筒4aと鏡筒保持部材4bは、互いの位置をレンズ12の光軸方向に調整可能な位置調整機構20を備えている。位置調整機構20は、鏡筒4aの外周面に形成される突出部21と、鏡筒保持部材4bの内周面に形成される載置部22とからなっている。その詳細な構成については後述する。
鏡筒保持部材4bの周面には互いに対向する2箇所にそれぞれ上方に向かって突出する円柱状のバネ保持部23を有している。バネ保持部23には付勢バネ7が取付けられ、レンズホルダ4を下方に向かって付勢するようにしている。これによって、レンズホルダ4を上方に押し上げられた状態から元の位置に自動復帰させることができる。
バネ保持部23の一方側には貫通孔が設けられており、この貫通孔にガイドピン9が取り付けられる。このガイドピン9はレンズホルダ4が上下方向に移動する際にレンズ12の光軸方向に対して傾かないようにするものである。
バネ保持部23の一方側には貫通孔が設けられており、この貫通孔にガイドピン9が取り付けられる。このガイドピン9はレンズホルダ4が上下方向に移動する際にレンズ12の光軸方向に対して傾かないようにするものである。
レンズホルダ4に保持されたレンズ12は、撮像対象からの光を、基板1上に配置された撮像素子10上に集光し、撮像素子10はそれを電気信号に変換して出力する。ここで、レンズホルダ4は移動機構5によって、初期状態における位置のほか、レンズ12の光軸方向において異なる3つのポジションに移動することができる。各ポジション毎にレンズ12と撮像素子10との距離が異なるため、レンズ12の焦点距離を4通り設定することができる。
基部2には、レンズ12の光軸上にフィルタ11を配設している。フィルタ11は、レンズ12からの光のうち赤外線を遮断する機能を有している。また、ハウジング3は下面が基部2の上面に係合し固定される。ハウジング3は、外面は略方形状となるように形成されると共に、内面にはレンズホルダ4の外周面に略適合するように形成されたホルダ収容部30と、ソレノイド6の外周面に略適合するように形成されたソレノイド収容部31とが形成されている。
ソレノイド6は、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41とから構成される。図3の平面図に示すように、これらはハウジング3内においてレンズホルダ4を挟んで互いに対向するように配置される。また、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41は、いずれも第1のコイル42と第2のコイル43とが並設配置され構成されている。
ソレノイド6の構成についてさらに詳しく説明する。図4には、ソレノイド6の分解斜視図を、図5にはソレノイド6及び可動片30の配置関係を表した斜視図を、それぞれ示している。図4に示すようにソレノイド6は、駆動部材となる第1のコイル42と第2のコイル43とが横方向に並設され、それぞれに鉄芯44が設けられると共に、鉄芯44の一端部から他端部に向かって延びるヨーク45が各コイル42、43を覆うように取付けられる。
図5に示すように、ヨーク45が取付けられた鉄芯44の一端部と反対側の他端部に対向するように、可動片30が配置される。図5は第1のコイル42及び第2のコイル43に通電していない状態を示しており、この状態で可動片30は鉄芯44の他端部と離隔しており、ソレノイド6に対して傾斜状に配置されている。第1のコイル42及び第2のコイル43に通電されると、可動片30は鉄芯44の他端部に吸引されてそれに磁着し、それに伴って揺動する。
このように、ソレノイド6について2つのコイル42、43を並設して構成し、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41とを、レンズホルダ4を挟むように対向配置することにより、コイル42、43を低背化しても、その駆動力を充分に確保することができ、またレンズホルダ4が傾倒しないように移動させることができる。
図2に示すように、移動機構5は、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41に対してそれぞれ設けられる2つの可動片30と、これら可動片30によって揺動され、レンズホルダ4を押圧してレンズ12の光軸方向に移動させる揺動部材31とから構成されている。可動片30は各ソレノイド6の下部に配置され、また揺動部材31は可動片30及びレンズホルダ4の下部に配置されて、いずれかまたは両方の可動片30がソレノイド6に吸引されるのに伴い、初期状態から傾倒し、当接するレンズホルダ4を移動させるようにしている。すなわち、可動片30は揺動部材31を介してレンズホルダ4と連係しており、その動作に伴いレンズホルダ4をレンズ12の光軸方向に移動させることができる。その動作の詳細については後述する。
次に、レンズホルダ4の構成について詳細に説明する。図6にはレンズホルダ4を構成する鏡筒4aと鏡筒保持部材4bとの分解斜視図を示している。前述のように、鏡筒4aの外周面には突出部21が形成され、一方で鏡筒保持部材4bの内周面には載置部22が形成されている。
鏡筒4aの突出部21の上下方向中間位置には、段差が形成されており、これによって下方を向いた傾斜面21aが形成されている。また、突出部21の下部には、フック状の係合部21bが形成されている。
鏡筒保持部材4bの載置部22の上下方向中間位置には、内方に向かって突出する段部が形成されており、その上面が傾斜状の傾斜面22aとして形成されている。載置部22の傾斜面22aは、突出部21の傾斜面21aが載置され、それに適合する傾斜の向き及び角度を有して形成される。これによって、レンズホルダ4を回転させて突出部21に載置部22上を摺動させると、それによって鏡筒4aは鏡筒保持部材4bに対する上下方向(レンズ12の光軸方向)位置を変化させることができる。
また、突出部21の下部に形成される係合部21bは、載置部22の下部に対して係合する。図7にはレンズホルダ4の断面図を示している。この図に示すように、突出部21の係合部21bは、突出部21の傾斜面21aが載置部22の傾斜面22aに載置された状態において、載置部22の下部に対して上下方向に遊びを有するように係合されている。これによって、鏡筒4aが鏡筒保持部材4bから抜けないように仮止め状態としつつ、鏡筒4aの鏡筒保持部材4bに対する上下方向位置を所定範囲で変化させることができる。
図8にはレンズホルダ4の平面図を示している。この図に示すように、鏡筒4aの突出部21は、鏡筒保持部材4bの載置部22より周方向に短く形成されている。このため、突出部21は載置部22内において周方向に所定範囲で摺動させることができ、突出部21の傾斜面21aと載置部22の傾斜面22aの構成によって鏡筒4aを上下方向に移動させることができる。
このように、突出部21の傾斜面21aを載置部22の傾斜面22aに載置し、さらに鏡筒4aを鏡筒保持部材4bに対して上下方向及び周方向に所定範囲で移動できるように構成したことにより、鏡筒4aを回転させることで鏡筒保持部材4bに対する上下方向位置を調整することができ、レンズ12の位置調整を容易に行うことができる。また、鏡筒4aは係合部21bを有していることにより、鏡筒4aを鏡筒保持部材4bから抜けないように仮止めした状態で、鏡筒4aを回転させることでレンズ12の位置調整を行うことができるので、特殊な治具を使用しなくても簡易な製造設備で位置調整を行うことができる。なお、この位置調整を行った後は、突出部21及び載置部22の部分に接着剤を流し込み、固定することで鏡筒4aと鏡筒保持部材4bを一体化する。
次に、移動機構5によるレンズホルダ4の移動について説明する。図9には、ハウジング3と付勢バネ7及び上面カバー8を除いたカメラモジュールの側面図であって、ソレノイド6の動作に伴う各状態を表した図を示している。図9(a)は第1のソレノイド40と第2のソレノイド41のいずれも通電されていない初期状態を表している。
図9(a)に示すように、揺動部材31の下面には、基部2の上面に当接する第1の当接部31aと第2の当接部31bとが形成されている。第1の当接部31aは、図9に示す左右方向において、第1のソレノイド40側の端部に形成され、一方で第2の当接部31bは、図9に示す左右方向において、第2のソレノイド41側であって、中央位置と端部との中間位置に形成されている。
レンズホルダ4には、その底面に突起部24が形成されており、その先端が揺動部材31の上面に中央位置で当接している。したがって、揺動部材31が左右いずれかに揺動または全体が上方に引き上げられると、突起部24で揺動部材31に当接しているレンズホルダ4は、それに伴って図9(a)の状態より上方に移動する。
図9(a)の状態では、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41のいずれにも通電されていないので、可動片30はいずれも鉄芯44から離隔して傾斜配置された状態となっている。これに対して、図9(b)に示すように、第1のソレノイド40のみ通電された状態とすると、第1のソレノイド40側の可動片30は鉄芯44に吸引され、磁着した状態となる。それに伴い、揺動部材31は第1のソレノイド40側の一端部が引き上げられ、それによって第1の当接部31aは基部2の上面から離隔し、第2の当接部31bを支点として片側に傾倒した状態となる。
第1のソレノイド40への通電により揺動部材31が傾倒すると、突起部24で揺動部材31に当接しているレンズホルダ4は、上方に向かって押し上げられ、これによってレンズホルダ4は図9(a)の状態と比べてレンズ12の光軸方向に所定距離aだけ移動する。
一方、図9(c)に示すように、第2のソレノイド41のみ通電された状態とすると、第2のソレノイド41側の可動片30は鉄芯44に吸引され、磁着した状態となる。それに伴い、揺動部材31は第2のソレノイド41側の一端部が引き上げられ、それによって第2の当接部31bは基部2の上面から離隔し、第1の当接部31aを支点として片側に傾斜した状態となる。
第2のソレノイド41への通電により揺動部材31が傾倒すると、突起部24で揺動部材31に当接しているレンズホルダ4は、上方に向かって押し上げられ、これによってレンズホルダ4は図9(a)の状態と比べてレンズ12の光軸方向に所定距離bだけ移動する。
ここで、支点となる第1の当接部31aからレンズホルダ4の突起部24が当接する揺動部材31の中央部までの距離は、第2の当接部31bから揺動部材31の中央部までの距離よりも大きく、かつ第2のソレノイド41によって可動片30が上方に移動する距離は、第1のソレノイド40によって可動片30が上方に移動する距離と同じなので、レンズホルダ4が移動する所定距離bは、図9(b)における所定距離aよりも大きくなる。
また、図9(d)に示すように、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41の両方に通電されると、両方の可動片30が各鉄芯44に吸引され、磁着した状態となる。それに伴い、揺動部材31は全体が引き上げられ、第1の当接部31aと第2の当接部31bは両方とも基部2の上面から離隔する。
第1のソレノイド40及び第2のソレノイド41への通電により揺動部材31の全体が持ち上げられると、突起部24で揺動部材31に当接しているレンズホルダ4は、上方に向かって押し上げられ、これによってレンズホルダ4は図9(a)の状態と比べてレンズ12の光軸方向に所定距離cだけ移動する。この場合の所定距離cは、揺動部材31が傾倒してレンズホルダ4が持ち上げられたことによる所定距離aや所定距離bよりも大きくなる。このように、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41の片方または両方に通電することで、レンズホルダ4を4つのポジションのいずれかに位置させることができる。
次に、各ソレノイド40、41に対する通電について説明する。図10には、各ソレノイド40、41のコイル42、43に対する電力供給のチャート図を示している。この図では、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41の両方に通電する場合について示している。まず時間t0において通電が開始され、第1のソレノイド40に対して可動片30を吸引するために必要な駆動電流Iaが供給される。それから時間t1が経過するまでの間に、可動片30は第1のソレノイド40の鉄芯44に磁着する。その後は、第1のソレノイド40に対して駆動電流Iaより小さい保持電流Ibが供給される。保持電流Ibは、可動片30の磁着によりレンズホルダ4の位置を保持できる大きさの電流であって、例えば駆動電流の半分程度の大きさとすることができる。
第1のソレノイド40に対して保持電流Ibが供給開始されると同時に、第2のソレノイド41に対して駆動電流Iaの供給が開始される。また、駆動電流Iaの供給開始から時間t1が経過した後は、駆動電流Iaより小さい保持電流Ibが供給される。第1のソレノイド40と第2のソレノイド41は、共に時間t2の間に渡って保持電流Ibが供給され、その後、時間t1の間に渡って再びIaの大きさの維持電流が供給される。維持電流は、駆動電流と同等の大きさであって、保持電流が供給されている間に、レンズホルダ4に衝撃等が加わり可動片30の磁着状態が解除された場合であっても、再び可動片30を吸引することができる大きさを有している。
以後、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41共に、保持電流Ibと維持電流Iaとが周期的に交互に供給される。第1のソレノイド40に対する駆動電流の供給開始と、第2のソレノイド41に対する駆動電流の供給開始は、時間t1だけずれているので、維持電流が供給されるタイミングも時間t1ずつずれており、第1のソレノイド40と第2のソレノイド41の両方に対し、同時に維持電流が供給されることはないようにしている。
また、保持電流が供給される時間t2は駆動電流及び維持電流が供給される時間t1よりも長く設定されている。具体的には例えば、時間t1には前述のように、可動片30がソレノイド6に磁着されるのに必要な時間として50msecを設定し、時間t2にはそれよりも長い450msecを設定する。これによって、500msecの周期で維持電流が供給されるので、衝撃等により可動片30の磁着状態が解除されても、0.5秒以内に復帰することができる。
このように、各ソレノイド40、41に対しては駆動電流が所定時間供給された後は、駆動電流より小さい保持電流と駆動電流と同等の大きさの維持電流とが、所定周期で交互に供給されるので、駆動電流を供給し続ける場合に比べて電流消費を少なくすることができると共に、衝撃等により可動片30の磁着状態が一旦解除されても、所定時間内に磁着状態に復帰させてレンズホルダ4の位置を保持することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用され得るものである。例えば、本実施形態ではレンズホルダ4を移動させる移動機構5を有したカメラモジュールについて示したが、移動機構5を有しておらずレンズホルダ4の位置が固定されたカメラモジュールであっても同様に本発明を適用することができる。
1 基板
2 基部
3 ハウジング
4 レンズホルダ
4a 鏡筒
4b 鏡筒保持部材
5 移動機構
6 ソレノイド
20 位置調整機構
21 突出部
21a 傾斜面
21b 係合部
22 載置部
22a 傾斜面
24 突起部
30 可動片
31 揺動部材
40 第1のソレノイド
41 第2のソレノイド
42 第1のコイル
43 第2のコイル
2 基部
3 ハウジング
4 レンズホルダ
4a 鏡筒
4b 鏡筒保持部材
5 移動機構
6 ソレノイド
20 位置調整機構
21 突出部
21a 傾斜面
21b 係合部
22 載置部
22a 傾斜面
24 突起部
30 可動片
31 揺動部材
40 第1のソレノイド
41 第2のソレノイド
42 第1のコイル
43 第2のコイル
Claims (4)
- レンズを保持する鏡筒と、該鏡筒を保持する鏡筒保持部材とを有するカメラモジュールにおいて、
前記鏡筒と鏡筒保持部材は互いの位置を前記レンズの光軸方向に調整可能な位置調整機構を備え、該位置調整機構は前記鏡筒の外周面に形成される突出部と、前記鏡筒保持部材の内周面に形成され前記突出部が周方向に回動自在に載置される載置部とからなり、前記突出部は前記載置部の下部に係合するフック状の係合部を備えると共に、前記突出部を前記載置部上で摺動させることにより前記鏡筒を鏡筒保持部材に対して前記レンズの光軸方向に移動自在としたことを特徴とするカメラモジュール。 - 前記位置調整機構を構成する前記載置部は上方を向いた傾斜状の上面を有し、該上面に載置される前記突出部の下方を向いた面も傾斜状に形成されることを特徴とする請求項1記載のカメラモジュール。
- 前記鏡筒の突出部は前記鏡筒保持部材の載置部より周方向に短く形成され、該載置部内で周方向に所定の範囲で摺動自在とされることを特徴とする請求項2記載のカメラモジュール。
- 前記係合部は前記載置部の下部に対して上下方向に遊びを持たせた状態で係合し、前記鏡筒は前記鏡筒保持部材に対して上下方向に所定の範囲で移動自在とされることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
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