JP2008514978A - The camera module - Google Patents
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Abstract
カメラモジュールは、カメラモジュールによって結像しようとする場面からの光を受光または透過する光軸に沿って並んだ複数のレンズを有する。少なくとも1枚のレンズが光軸に沿って移動可能なプラットフォーム上に取り付けられており、圧電モータの動作によって移動せしめられる。少なくとも1枚のレンズを、光軸に沿って移動可能な第2のプラットフォーム上に取り付けてもよい。第2のプラットフォームは、第2の圧電モータによって駆動されてもよく、または第1のプラットフォームの動作によって移動せしめられてもよい。
【選択図】図1AThe camera module has a plurality of lenses arranged along an optical axis that receives or transmits light from a scene to be imaged by the camera module. At least one lens is mounted on a platform movable along the optical axis and is moved by the operation of a piezoelectric motor. At least one lens may be mounted on a second platform that is movable along the optical axis. The second platform may be driven by a second piezoelectric motor or may be moved by movement of the first platform.
[Selection] Figure 1A
Description
関連出願
本出願は、開示内容を本明細書に引用する2004年9月29日提出の日本特許出願第P2004−283060号、2004年9月29日提出の日本特許出願第P2004−283061号、2004年9月29日提出の日本特許出願第P2004−283193号の35U.S.C.119(a)の下にその利点を主張するものである。
Related Applications This application is based on Japanese Patent Application No. P2004-283060 filed September 29, 2004, Japanese Patent Application No. P2004-283306, filed September 29, 2004, the disclosure of which is incorporated herein by reference. 35 U.S. of Japanese Patent Application No. P2004-283193 filed on September 29, 2000. S. C. 119 (a) claims its advantages.
本発明は、カメラに関し、特に、携帯電話などの可搬通信装置への組み込みに適したカメラモジュール、およびそのようなカメラモジュールを有する可搬通信装置に関する。 The present invention relates to a camera, and more particularly to a camera module suitable for incorporation into a portable communication device such as a mobile phone, and a portable communication device having such a camera module.
携帯電話に埋込まれているカメラモジュールは、従来のデジタルカメラによって提供されている特性と同じ特性を多く提供しており、従来のデジタルカメラの構成要素と同じ構成要素を多く含んでいる。携帯電話カメラモジュールは、一般的にオートフォーカス(AF)機能とズーム機能を有し、カメラモジュールによって場面が結像されて記録される、多くの場合、従来のカメラと同様の解像度を有するCCDまたはCMOS感光面のような感光面を含む。AFおよびズーム機能を提供するため、携帯電話カメラモジュールは、一般的に、モジュールの感光面上に画像の焦点を合わせる働きをする第1のレンズまたはレンズ系(以後まとめて「オートフォーカス」レンズ(AF、レンズ)と称する)と、ズーム機能を提供する第2のレンズまたはレンズ系(以後まとめて「ズームレンズ」と称する)を備える。AFレンズとズームレンズは、それぞれ、AFおよびズームレンズの光軸が共通の「カメラモジュール」光軸に沿って一致するようにレンズ搬送装置の便宜上AFおよびズームプラットフォームと称する第1と第2のプラットフォーム上に取り付けられる。搬送装置内に含まれる適当なモータまたはアクチュエータがAFおよびズームプラットフォームを移動してAFおよびズームレンズを位置決めし、焦点合わせおよびズーム機能を提供する、すなわち、さまざまな望遠および広角構成にレンズを位置決めして場面を結像する。 A camera module embedded in a mobile phone provides many of the same characteristics as those provided by conventional digital cameras, and includes many of the same components as those of conventional digital cameras. A cell phone camera module generally has an autofocus (AF) function and a zoom function, and a scene is imaged and recorded by the camera module. In many cases, a CCD having a resolution similar to that of a conventional camera or Includes a photosensitive surface such as a CMOS photosensitive surface. In order to provide AF and zoom functions, cell phone camera modules typically have a first lens or lens system (hereinafter collectively referred to as an “autofocus” lens) that serves to focus the image on the photosensitive surface of the module. AF lens)) and a second lens or lens system (hereinafter collectively referred to as “zoom lens”) that provides a zoom function. The AF lens and the zoom lens are respectively first and second platforms referred to as AF and zoom platforms for convenience of the lens transport device so that the optical axes of the AF and zoom lenses coincide along the common “camera module” optical axis. Mounted on top. Appropriate motors or actuators included in the transport device move the AF and zoom platforms to position the AF and zoom lenses and provide focus and zoom functions, i.e. to position the lenses in various telephoto and wide angle configurations. Image the scene.
従来のデジタルカメラとは異なり、携帯電話への埋込みに適したカメラモジュールは、一般的に、その種の電話のカメラ機能に利用可能な比較的小さい空間の中に適合するように構成されている。さらに、携帯電話カメラモジュールが、従来のデジタルカメラが提供する改善され続ける画質と増え続ける機能と足並みを揃えた画質と機能を提供することに対する要望がある一方、携帯電話がより薄型、小型になるに従って携帯電話の内部でカメラモジュールが利用できる空間が一般的に減りつつある。 Unlike conventional digital cameras, camera modules suitable for embedding in mobile phones are generally configured to fit within a relatively small space available for camera functions of such phones. . In addition, there is a need for mobile phone camera modules to provide image quality and functionality that is consistent with the ever-increasing image quality and ever increasing functionality that traditional digital cameras provide, while mobile phones are becoming thinner and smaller. Accordingly, the space in which the camera module can be used inside the mobile phone is generally decreasing.
本発明の実施形態のある局面によると、カメラモジュールに含まれるAFおよびズームレンズを移動および位置決めするための、AFおよびズームプラットフォームを備えた改良された搬送装置を有するカメラモジュールを提供する。 According to one aspect of an embodiment of the present invention, a camera module is provided having an improved transport device with an AF and zoom platform for moving and positioning an AF and zoom lens included in the camera module.
本発明の実施形態のある局面によると、搬送装置が非常に小型に構成されているため、カメラモジュールを携帯電話のような可搬通信装置の中に埋込むことが可能である。 According to an aspect of the embodiment of the present invention, since the transport device is configured to be very small, the camera module can be embedded in a portable communication device such as a mobile phone.
本発明の実施形態のある局面によると、搬送装置は、搬送装置のAFおよび/またはズームプラットフォームに形成された対応するねじ山と係合するねじ山が形成された、少なくとも1つのロッド(以後「ウォーム駆動軸」と称する)を有する。少なくとも1本のウォーム駆動軸はカメラモジュールの光軸と平行であり、軸の回転がAFおよび/またはズームプラットフォームとそこに取り付けられたレンズをカメラモジュールの光軸に沿って移動させる。 According to an aspect of an embodiment of the present invention, the transport device comprises at least one rod (hereinafter referred to as “thread”) that engages a corresponding thread formed on the AF and / or zoom platform of the transport device. Referred to as a “worm drive shaft”). The at least one worm drive axis is parallel to the optical axis of the camera module, and rotation of the axis moves the AF and / or zoom platform and the lens attached thereto along the optical axis of the camera module.
少なくとも1つのウォーム駆動軸は、少なくとも2本のウォーム駆動軸を有していてもよい。ウォーム駆動システムのAFプラットフォームには、少なくとも2本のウォーム駆動軸のうちの1本のウォーム駆動軸と係合するねじ山が設けられており、ズームプラットフォームには、その少なくとも2本のウォーム駆動軸のうち他のウォーム駆動軸と係合するねじ山が設けられている。 The at least one worm drive shaft may have at least two worm drive shafts. The AF platform of the worm drive system is provided with a thread that engages with one of the at least two worm drive shafts, and the zoom platform has at least two worm drive shafts. Among them, a thread that engages with another worm drive shaft is provided.
本発明の実施形態では、AFおよびズームプラットフォームはそれぞれ、やはりカメラモジュールの光軸に平行に設けられた少なくとも1本のガイドレールに取り付けられており、プラットフォームはそのガイドレールに沿って摺動自在である。前記少なくとも1本のガイドレールはプラットフォームの方向を安定させ、移動および位置決めを正確に制御できるようにする働きを有する。任意の圧電モータが前記少なくとも1本のウォーム駆動軸のそれぞれに連結されており、軸を回転させて、連結されたAFまたはズームプラットフォーム、ひいてはレンズまたはレンズ系をカメラモジュールの光軸に沿って選択的に位置決めできるように制御することによって、場面の望遠または広角結像および焦点合わせが可能となる。 In an embodiment of the present invention, the AF and zoom platforms are each attached to at least one guide rail that is also provided parallel to the optical axis of the camera module, and the platform is slidable along the guide rail. is there. The at least one guide rail serves to stabilize the direction of the platform and to accurately control movement and positioning. An optional piezoelectric motor is coupled to each of the at least one worm drive shaft, and the shaft is rotated to select the coupled AF or zoom platform, and thus the lens or lens system, along the optical axis of the camera module. Telescopic or wide-angle imaging and focusing of the scene is possible by controlling the positioning so that it can be positioned automatically.
説明の便宜上、本発明の実施形態によるウォーム駆動軸を有する搬送装置は、「ウォーム駆動」装置と称する。 For convenience of explanation, a transport device having a worm drive shaft according to an embodiment of the present invention is referred to as a “worm drive” device.
本発明の実施形態のある局面によると、搬送装置は、内側表面の一領域にねじ山を有し、カメラモジュールの光軸と一致するその軸を中心として回転可能な管(以後「駆動管」と称する)を備える。少なくとも1つの圧電モータが駆動管に連結されて駆動軸を回転するよう制御する。説明の便宜上、本発明の実施形態による、駆動管を備えた搬送装置は、「タレット駆動」装置と称する。 According to one aspect of an embodiment of the present invention, the transport device has a thread in a region of the inner surface and is rotatable about its axis that coincides with the optical axis of the camera module (hereinafter “drive tube”). Called). At least one piezoelectric motor is connected to the drive tube and controls the drive shaft to rotate. For convenience of explanation, a transport device with a drive tube according to an embodiment of the present invention is referred to as a “turret drive” device.
タレット駆動装置のAFプラットフォームには駆動管のそれと適合するねじ山が形成されており、プラットフォームのねじ山が駆動管のそれと係合するようにプラットフォームを駆動管内に挿入することによって駆動管と連結されている。AFプラットフォームがそれに沿って摺動可能とされる少なくとも1本の線形ガイドレールは、駆動管が回転する際にプラットフォームが回転しないように防ぐ。よって、前記少なくとも1つの圧電モータが駆動管を回転させると、AFキャリアプラットフォームはカメラモジュールの光軸に沿って移動する。圧電モータは、モータが駆動管を回転させる角度を制御することによって、カメラモジュールの光軸に沿ってAFプラットフォーム、ひいてはプラットフォームに取り付けたAFレンズの位置を制御する。 The AF platform of the turret drive is formed with a thread that matches that of the drive tube and is connected to the drive tube by inserting the platform into the drive tube so that the platform thread engages that of the drive tube. ing. At least one linear guide rail along which the AF platform is slidable prevents the platform from rotating as the drive tube rotates. Thus, when the at least one piezoelectric motor rotates the drive tube, the AF carrier platform moves along the optical axis of the camera module. The piezoelectric motor controls the position of the AF platform, and hence the AF lens attached to the platform, along the optical axis of the camera module by controlling the angle at which the motor rotates the drive tube.
タレット駆動装置のズームプラットフォームも駆動管の内部に取り付けられている。ズームプラットフォームは、駆動管のそれと係合するねじ山を備えていなくてもよい。ズームプラットフォーム、ひいてはズームレンズのカメラモジュールの光軸に沿った動きは、AFレンズがそれぞれズームプラットフォームを移動するまたはしないように、ズームプラットフォームに選択的に連結または切り離し可能なAFプラットフォームによって任意に制御される。ズームプラットフォームは、カメラモジュールの光軸に沿った望遠位置または広角位置に、軸に沿って選択的に「ドッキング」することにより場面の望遠または広角画像を提供可能としてもよい。ズームレンズのドッキングは少なくとも1つの可撓性ラッチと、対応する少なくとも1つのキャッチによって任意に実現可能である。ズームプラットフォームは、前記少なくとも1つの可撓性ラッチが対応する適切なキャッチの中にロックされると、広角または望遠位置にドッキングする。ズームレンズのいずれかの位置において、AFプラットフォームは、駆動管の回転によりカメラモジュールの光軸に沿って位置決めされることにより、場面の画像の焦点をモジュールの感光面上に適切に合わせることができる。 The zoom platform of the turret drive is also mounted inside the drive tube. The zoom platform may not include a thread that engages that of the drive tube. The movement of the zoom platform, and thus the zoom lens along the optical axis of the camera module, is optionally controlled by an AF platform that can be selectively connected to or disconnected from the zoom platform so that the AF lens moves or does not move through the zoom platform, respectively. The The zoom platform may be capable of providing a telephoto or wide-angle image of the scene by selectively “docking” along the axis to a telephoto or wide-angle position along the optical axis of the camera module. The zoom lens docking can optionally be realized by at least one flexible latch and a corresponding at least one catch. The zoom platform docks in a wide angle or telephoto position when the at least one flexible latch is locked into a corresponding appropriate catch. At any position of the zoom lens, the AF platform is positioned along the optical axis of the camera module by rotation of the drive tube so that the scene image can be properly focused on the photosensitive surface of the module. .
本発明の実施形態のあるの局面は、AFおよび/またはズームプラットフォームが取り付けられたカメラモジュールの光軸に平行な、少なくとも1本の線形レール(以後「駆動レール」と称する)を備えた変速装置を備えるカメラモジュールを提供する。本発明の実施形態によると、少なくとも1つの圧電モータがAFプラットフォームに取り付けられており、モータの連結面が前記少なくとも1本の駆動レールのうちの一方の駆動レールを弾性的に押圧する。モータは、モータ、ひいてはAFプラットフォームを、駆動レールに沿って「よじ登って」移動させる連結面において振動を生成するように制御することができる。説明の便宜上、プラットフォームが駆動レールに沿ってよじ登る本発明の実施形態による搬送装置は、「シニー駆動」装置と称する。 One aspect of an embodiment of the present invention is a transmission comprising at least one linear rail (hereinafter referred to as “drive rail”) parallel to the optical axis of a camera module to which an AF and / or zoom platform is mounted. A camera module is provided. According to an embodiment of the present invention, at least one piezoelectric motor is attached to the AF platform, and the connecting surface of the motor elastically presses one of the at least one drive rail. The motor can be controlled to generate vibrations at the connecting surface that moves the motor, and thus the AF platform, "climbing" along the drive rail. For convenience of explanation, a transport device according to an embodiment of the present invention in which the platform climbs along the drive rail is referred to as a “sine drive” device.
前記少なくとも1本の駆動レールは、複数の駆動レールを含み、前記少なくとも1つのモータは複数のモータを含んでいてもよい。それぞれのモータは、複数の駆動レールのうちの別の1本に向かって弾性的に押圧されることにより、モータの連結面が駆動レールを押圧するように構成されていてもよい。変速装置は、少なくとも1本のガイドレールを含み、それに沿って、キャリアプラットフォームが摺動または回動自在に構成されていてもよい。ガイドレールは、プラットフォームの方向を安定化させるとともに、プラットフォームの動きと位置決めを正確に制御する働きを有する。少なくとも1つのモータは、プラットフォームに取り付けられ、駆動レールに向かって押圧されて、プラットフォームを少なくとも1本の駆動レールおよび/またはガイドレールに位置合わせして揃える働きを有するトルクを生成するものでもよい。 The at least one drive rail may include a plurality of drive rails, and the at least one motor may include a plurality of motors. Each motor may be configured such that the connecting surface of the motor presses the drive rail by being elastically pressed toward another one of the plurality of drive rails. The transmission may include at least one guide rail along which the carrier platform may be configured to slide or rotate. The guide rail serves to stabilize the direction of the platform and to accurately control the movement and positioning of the platform. The at least one motor may be attached to the platform and pressed toward the drive rail to generate torque that serves to align and align the platform with the at least one drive rail and / or guide rail.
本発明の実施形態では、少なくとも1つの圧電モータが同様にズームプラットフォームに取り付けられているため、モータの連結面が、前記少なくとも1本の駆動レールのうちの1本の駆動レールを弾性的に押圧する。モータは、ズームプラットフォーム、ひいてはそのズームレンズを駆動レールに沿ってよじ登り、移動するように制御可能である。 In an embodiment of the present invention, since at least one piezoelectric motor is similarly mounted on the zoom platform, the connecting surface of the motor elastically presses one of the at least one drive rail. To do. The motor is controllable to climb and move the zoom platform and thus the zoom lens along the drive rail.
AFおよびズームプラットフォームに取り付けた圧電モータは、AFおよびズームプラットフォームをカメラモジュールの光軸に沿って移動して、AFおよび/またはズームプラットフォーム、ひいてはそれに付随するレンズを、光軸に沿って望遠または広角位置に選択的に位置決めするように制御することができる。 Piezoelectric motors attached to the AF and zoom platforms move the AF and zoom platforms along the optical axis of the camera module to move the AF and / or zoom platform, and hence the associated lens, to a telephoto or wide angle along the optical axis. It can be controlled to selectively position at a position.
本発明の実施形態では、シニー駆動装置のAFプラットフォームのみに、AFプラットフォームとそのAFレンズをカメラモジュールの光軸に沿って移動させる少なくとも1つの圧電モータが設けられている。ズームプラットフォームは、AFプラットフォームの動作によってズームプラットフォームがそれぞれ動く、もしくは動かないようにするために、ズームプラットフォーム対して選択的に連結される、または切り離されるAFプラットフォームの動作によって移動し、位置決めされるものでもよい。 In the embodiment of the present invention, only the AF platform of the shinny driving device is provided with at least one piezoelectric motor that moves the AF platform and its AF lens along the optical axis of the camera module. The zoom platform is moved and positioned by the movement of the AF platform that is selectively connected to or disconnected from the zoom platform in order to prevent the movement of the zoom platform by the movement of the AF platform. But you can.
ズームプラットフォームは、カメラモジュールの光軸に沿った望遠位置または広角位置に軸に沿って選択的に「ドッキング」することにより場面の望遠または広角画像を提供可能としてもよい。上記のタレット駆動装置の場合のようにズームレンズのドッキングが少なくとも1つの可撓性ラッチと対応する少なくとも1つのキャッチによって任意に実現される。ズームプラットフォームの広角または望遠位置のいずれかにおいて、AFプラットフォームは、その少なくとも1つの圧電モータを操作することによってカメラモジュールの光軸に沿って位置決し、画像の焦点をモジュールの感光面上に適当に合わせることが出来る。 The zoom platform may be capable of providing a telephoto or wide-angle image of the scene by selectively “docking” along the axis to a telephoto or wide-angle position along the optical axis of the camera module. As in the turret drive described above, docking of the zoom lens is optionally realized by at least one catch corresponding to at least one flexible latch. In either the wide-angle or telephoto position of the zoom platform, the AF platform is positioned along the optical axis of the camera module by manipulating its at least one piezoelectric motor to properly focus the image on the photosensitive surface of the module. You can match.
さまざまな圧電モータを制御することによって、正確に制御された量の運動エネルギーを機械的装置に提供することができるとともに、本発明の実施形態によるカメラモジュールに含まれる搬送装置での使用に適している。例えば、ズメリス氏他に付与された米国特許第5,616,980および「多層圧電モータ」と題したPCT公報WO 00/74153において、本発明の実施に適した圧電モータについて述べている。 By controlling various piezoelectric motors, an accurately controlled amount of kinetic energy can be provided to the mechanical device and suitable for use in a transport device included in a camera module according to embodiments of the present invention. Yes. For example, US Pat. No. 5,616,980, granted to Mr. Zumeris et al. And PCT Publication WO 00/74153 entitled “Multilayer Piezoelectric Motor”, describe a piezoelectric motor suitable for the practice of the present invention.
参照した特許およびPCT公報に述べられている圧電モータは、大きい平行な表面と、短い長短のエッジ面を有する、比較的薄い長方形の圧電振動子を含む。振動子の短いエッジの表面領域もしくは振動子の短いエッジ上の「摩擦片」の表面は、可動体の接触面に押圧されるモータの連結面として機能するものでもよい。振動子の表面上もしくは、WO 00/74153に説明する圧電モータの場合には、振動子の層の表面上の電極が通電されてから、動体の接触面を介してその可動体へ運動エネルギーを伝達するモータの摩擦片で振動を励起する。「圧電モータとモータ駆動構成」と題するPCT出願PCT/IL00/00698は、さまざまな圧電モータおよびそれらモータを連結して可動体に連結する方法について説明している。また、「高解像度圧電モータ」と題したPCT出願PCT/IL03/00613では、物体を比較的高精度で位置決めする圧電モータと圧電モータを操作する方法について説明している。上記の参考文献の開示内容すべてをここに引用している。 The piezoelectric motor described in the referenced patent and PCT publication includes a relatively thin rectangular piezoelectric vibrator having large parallel surfaces and short long and short edge surfaces. The surface area of the short edge of the vibrator or the surface of the “friction piece” on the short edge of the vibrator may function as a connection surface of the motor pressed against the contact surface of the movable body. In the case of the piezoelectric motor described on the surface of the vibrator or in WO 00/74153, the kinetic energy is transferred to the movable body through the contact surface of the moving body after the electrodes on the surface of the vibrator layer are energized. Vibration is excited by the friction piece of the transmitting motor. PCT application PCT / IL00 / 00698 entitled “Piezoelectric Motor and Motor Drive Configuration” describes various piezoelectric motors and methods for connecting these motors to a movable body. PCT application PCT / IL03 / 00613 entitled “High Resolution Piezoelectric Motor” describes a piezoelectric motor for positioning an object with relatively high accuracy and a method for operating the piezoelectric motor. All disclosures of the above references are cited herein.
従って、本発明の実施形態により、光軸を有し、ねじ山が形成され、カメラモジュールによって結像しようとする場面から前記モジュールに到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズを備えた少なくとも1つのプラットフォームと、前記少なくとも一つのプラットフォームのそれぞれの前記プラットフォームに対して光軸に平行な軸を有し、前記プラットフォーム内の前記ねじ山と係合するねじ山が形成された異なる駆動軸と、接触面が回転すると前記駆動軸が回転するように前記各駆動軸に連結された接触面と、前記接触面、ひいては前記軸を回転させて、その前記ねじ山が前記光軸に沿って前記軸の前記ねじ山と係合する前記プラットフォームを移動し、位置決めするように制御可能な圧電モータとを備えたカメラモジュールを提供する。 Therefore, according to an embodiment of the present invention, the optical module has at least one lens that receives and transmits light reaching the module from the scene to be imaged by the camera module, the thread being formed. At least one platform and different drive shafts having an axis parallel to the optical axis for each of the at least one platform and formed with threads that engage the threads in the platform; The contact surfaces connected to the drive shafts so that the drive shafts rotate when the contact surface rotates, and the contact surfaces, and thus the shafts, are rotated so that the threads are along the optical axis. A camera module comprising a piezoelectric motor that is controllable to move and position the platform that engages the thread of the shaft. To provide Le.
カメラモジュールは、前記光軸に平行な少なくとも1本の線形ガイドであって、その前記ガイドに沿って、前記少なくとも1つのプラットフォームが略自由に移動し、その前記ねじ山が前記プラットフォームのそれに係合する前記駆動軸に対して前記プラットフォームが回転しないように防ぐ前記線形ガイドを有するように構成してもよい。 The camera module is at least one linear guide parallel to the optical axis, along which the at least one platform moves substantially freely, and the thread engages with that of the platform. The linear guide may be configured to prevent the platform from rotating relative to the drive shaft.
さらに、またはあるいは、前記接触面は、前記駆動軸に連結された、前記駆動軸の回転軸に平行な回転軸を有する駆動ホイールの表面であってもよい。 In addition, or alternatively, the contact surface may be a surface of a drive wheel having a rotation axis connected to the drive shaft and parallel to the rotation axis of the drive shaft.
本発明の実施形態において、前記接触面を回転させる前記圧電モータは前記その接触面に押圧される連結面を有し、前記連結面の動きにより、前記接触面、ひいては前記駆動軸が回転する。 In an embodiment of the present invention, the piezoelectric motor that rotates the contact surface has a connection surface that is pressed against the contact surface, and the contact surface, and thus the drive shaft, is rotated by the movement of the connection surface.
本発明の実施形態において、前記圧電モータは大きい平行な表面と、長短のエッジ面を有する長方形の圧電振動子を備える。前記モータの前記連結面は前記振動子のエッジ面上に位置する構成でもよい。また、前記エッジ面は短いエッジ面でもよい。 In an embodiment of the present invention, the piezoelectric motor includes a rectangular piezoelectric vibrator having a large parallel surface and long and short edge surfaces. The connection surface of the motor may be positioned on the edge surface of the vibrator. The edge surface may be a short edge surface.
本発明の実施形態において、カメラモジュールは前記光軸に略平行なその前記長いエッジ面で前記圧電モータを保持するモータ取り付け台を備える。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes a motor mount that holds the piezoelectric motor at the long edge surface substantially parallel to the optical axis.
本発明の実施形態において、カメラモジュールは、前記圧電モータを付勢してその前記連結面を前記接触面に対して押圧する弾性要素を備える。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes an elastic element that biases the piezoelectric motor and presses the connecting surface against the contact surface.
さらに、またはあるいは、カメラモジュールは、前記モータ取り付け台を取り付けるためのカメラモジュールハウジングを備えていてもよい。前記カメラモジュールハウジングは、略立方体形状でもよい。さらに、またはあるいは、前記カメラモジュールハウジングは、それぞれの前記駆動軸に対して少なくとも1つの軸受けを備え、前記軸受けに前記駆動軸が取り付けられている。また、前記少なくとも1つの軸受けのうちの、駆動軸が取り付けられた1つの軸受けにはバネ加重がかかっていてもよい。 Additionally or alternatively, the camera module may comprise a camera module housing for mounting the motor mount. The camera module housing may have a substantially cubic shape. In addition, or alternatively, the camera module housing includes at least one bearing for each of the drive shafts, and the drive shafts are attached to the bearings. Of the at least one bearing, one bearing to which the drive shaft is attached may be subjected to a spring load.
本発明の実施形態では、前記少なくとも1つのプラットフォームは、複数のプラットフォームを含む。前記複数のプラットフォームは、2つのプラットフォームを含んでいてもよい。 In an embodiment of the present invention, the at least one platform includes a plurality of platforms. The plurality of platforms may include two platforms.
さらに、本発明の実施形態によると、光軸を有し、光軸を中心として回転可能であり、ねじ山を形成した内側表面と、前記光軸と一致する回転軸を有する駆動管と、前記駆動管の内側に取り付けられており、前記駆動管の前記ねじ山と係合するねじ山を有し、カメラモジュールに前記モジュールが結像しようとする場面から到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズを備えた前記第1のプラットフォームと、第1のプラットフォームが摺動自在であるとともに、前記駆動管が回転するときに前記プラットフォームが回転するのを防ぐ、少なくとも1本のガイドレールと、前記駆動管を回転させて前記第1のプラットフォームを前記光軸に沿って移動および位置決めさせるように制御可能な少なくとも1つの圧電モータとを備えたカメラモジュールを提供する。 Further, according to an embodiment of the present invention, an inner surface that has an optical axis, is rotatable about the optical axis, has a thread formed thereon, a drive tube having a rotational axis that coincides with the optical axis, At least one mounted on the inside of the drive tube, having a thread that engages the thread of the drive tube, and receiving and transmitting light arriving from the scene where the module is about to image the camera module The first platform with a lens, and at least one guide rail that is slidable and prevents the platform from rotating when the drive tube rotates; At least one piezoelectric motor controllable to rotate the drive tube to move and position the first platform along the optical axis. To provide a camera module.
前記圧電モータは前記管の接触面に押圧される連結面を備え、前記モータはその前記連結面において前記管を回転させる動きを生成するのを制御されるように構成してもよい。また、前記駆動管は、前記駆動管の前記軸と同心である環状カラーを備え、前記接触面は前記カラーの表面であるように構成してもよい。 The piezoelectric motor may include a connection surface that is pressed against a contact surface of the tube, and the motor may be configured to be controlled to generate a movement of rotating the tube at the connection surface. The drive tube may include an annular collar that is concentric with the shaft of the drive tube, and the contact surface may be a surface of the collar.
本発明の実施の形態では、前記圧電モータは、大きい平行な表面と、長短のエッジ面を有する長方形の圧電振動子を備える。前記モータの前記連結面は、前記振動子のエッジ面上に位置してもよい。また、エッジ面は短いエッジ面でもよい。 In an embodiment of the present invention, the piezoelectric motor includes a rectangular piezoelectric vibrator having a large parallel surface and long and short edge surfaces. The connection surface of the motor may be located on an edge surface of the vibrator. Further, the edge surface may be a short edge surface.
本発明の実施形態では、カメラモジュールは、前記光軸に略平行なその前記長いエッジで前記圧電モータを保持するモータ取り付け台を備える。また、カメラモジュールは、前記モータ取り付け台を取り付けるためのカメラモジュールハウジングを備えていてもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes a motor mount that holds the piezoelectric motor with the long edge substantially parallel to the optical axis. The camera module may include a camera module housing for mounting the motor mount.
本発明の実施形態では、前記カメラモジュールは、前記圧電モータを付勢してその前記連結面を前記接触面に押圧する弾性要素を備える。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes an elastic element that biases the piezoelectric motor and presses the connecting surface against the contact surface.
本発明の実施形態では、カメラモジュールは、前記駆動管の内部に取り付けられ、前記場面から前記カメラモジュールに到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズを有する第2のプラットフォームを備える。また、前記第2のプラットフォームは、前記駆動管の前記ねじ山と係合するねじ山を備えていなくてもよい。さらに、またはあるいは、前記第2のプラットフォームは、前記少なくとも1本のガイドレールに沿って自由に摺動するように構成してもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes a second platform that is attached to the inside of the drive tube and has at least one lens that receives and transmits light reaching the camera module from the scene. The second platform may not include a thread that engages the thread of the drive tube. Additionally or alternatively, the second platform may be configured to slide freely along the at least one guide rail.
本発明の実施形態では、前記第2のプラットフォームは、前記第1のプラットフォームに連結されているので第1と第2の位置の間で前記第1のプラットフォームに対して前記光軸に沿って摺動可能である。また、前記第1の位置において、前記第1と第2のプラットフォームは、略接触してもよい。 In an embodiment of the present invention, since the second platform is connected to the first platform, the second platform slides along the optical axis with respect to the first platform between the first and second positions. It is possible to move. In the first position, the first and second platforms may be substantially in contact with each other.
本発明の実施形態では、カメラモジュールは前記第2のプラットフォームを少なくとも所定の一箇所に、前記光軸に沿って固定するように操作可能な少なくとも1つのラッチと、それに適合するキャッチを備える。また、前記キャッチは、前記第2のプラットフォームに形成した溝を含むもので構成されていてもよい。また、前記ラッチは、前記光軸に平行な方向に沿って延在するものでもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module comprises at least one latch operable to fix the second platform in at least one predetermined location along the optical axis, and a catch adapted thereto. The catch may include a groove formed in the second platform. The latch may extend along a direction parallel to the optical axis.
さらに、本発明の実施形態によると、光軸を有し、光軸と平行な少なくとも1本の駆動レールと、カメラモジュールに前記モジュールが結像しようとする場面から到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズと前記少なくとも1本の駆動レールと接触する連結面を有する少なくとも1つの圧電モータを備えた少なくとも1つの第1のプラットフォームとを備え、前記少なくとも1つの圧電モータは前記駆動レールに力をかける前記連結面において振動を励起して前記第1のプラットフォームを前記光軸に沿って移動させ、位置決めするように制御可能であることを特徴とするカメラモジュールを提供する。 Furthermore, according to an embodiment of the present invention, at least one drive rail having an optical axis and parallel to the optical axis, and light reaching and transmitting the camera module from a scene to be imaged are received and transmitted. At least one lens and at least one first platform with at least one piezoelectric motor having a connecting surface in contact with the at least one drive rail, the at least one piezoelectric motor on the drive rail There is provided a camera module that can be controlled to move and position the first platform along the optical axis by exciting vibration at the connection surface to which force is applied.
前記少なくとも1本の駆動レールは複数の平行な駆動レールを有していてもよい。また、少なくとも1つの圧電モータは、前記各駆動レールに対して異なる圧電モータを有し、前記モータは前記駆動レールに接触するモータ連結面を有するように構成してもよい。 The at least one drive rail may have a plurality of parallel drive rails. The at least one piezoelectric motor may have a different piezoelectric motor for each of the drive rails, and the motor may have a motor connection surface that contacts the drive rail.
本発明の実施形態では、前記プラットフォームは、前記モータを保持するとともに前記プラットフォームの本体中央部に接続された前記少なくとも1つの圧電モータのうち、前記それぞれの圧電モータに対して1本のアームを有している。前記アームは、前記アームが前記本体から離れる方向に弾性的に屈曲するように比較的細い首部によって前記プラットフォームの前記本体に接続されていてもよい。さらに、またはあるいは、前記アームは前記プラットフォームに設けられた溝穴によって形成される前記プラットフォームの一体化された一部であってもよい。 In an embodiment of the present invention, the platform has one arm for each of the at least one piezoelectric motor among the at least one piezoelectric motor that holds the motor and is connected to a central portion of the platform. is doing. The arm may be connected to the body of the platform by a relatively thin neck so that the arm bends elastically in a direction away from the body. Additionally or alternatively, the arm may be an integral part of the platform formed by a slot provided in the platform.
本発明の実施形態では、カメラモジュールは、前記連結面を前記少なくとも1本の駆動レールのうちの1本の駆動レールに接触するように押圧する弾性体を備える。前記弾性体は、前記プラットフォームの前記本体から離れる方向に前記アームを付勢するように作用するものでもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes an elastic body that presses the connecting surface so as to contact one of the at least one drive rail. The elastic body may act to urge the arm in a direction away from the main body of the platform.
本発明の実施形態では、カメラモジュールは、前記駆動レールに平行な少なくとも1本のガイドレールであって、それに沿って前記プラットフォームが略自由に移動するとともに前記プラットフォームが前記駆動レールに対して回転しないように防ぐ前記ガイドレールを備える。また、前記各モータの前記連結面と、それが押圧される前記駆動レールの間で前記弾性体が生成する力は、前記プラットフォームを前記少なくとも1本のガイドレールに付勢するトルクを生成するように構成してもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module is at least one guide rail parallel to the drive rail, along which the platform moves substantially freely and the platform does not rotate relative to the drive rail. The guide rail is prevented. The force generated by the elastic body between the connecting surface of each motor and the drive rail against which the motor is pressed generates torque that biases the platform to the at least one guide rail. You may comprise.
本発明の実施形態では、前記プラットフォームは、前記少なくとも1本のガイドレールに沿って回動する構成部品を有する少なくとも1つの軸受けを備える。 In an embodiment of the invention, the platform comprises at least one bearing having a component that rotates along the at least one guide rail.
また、前記回動部材および前記ガイドレールは、前記ガイドレールと前記回動部材が前記ガイドレールに対して横方向にずれないように実質的に防ぐため、対応補完面を有するように構成してもよい。また、補完面の一方が凸面で、他方が凹面としてもよい。 In addition, the rotating member and the guide rail are configured to have a corresponding complementary surface to substantially prevent the guide rail and the rotating member from being displaced laterally with respect to the guide rail. Also good. One of the complementary surfaces may be a convex surface and the other may be a concave surface.
本発明の実施形態では、前記回動部材がホイールを含む。また、前記ホイールは、前記ガイドレールの前記補完面の形状に適合する溝を形成したものでもよい。 In an embodiment of the present invention, the rotating member includes a wheel. The wheel may be formed with a groove adapted to the shape of the complementary surface of the guide rail.
本発明の実施形態では、前記少なくとも1本のガイドレールは、複数の平行なガイドレールを含む。 In an embodiment of the present invention, the at least one guide rail includes a plurality of parallel guide rails.
本発明の実施形態では、前記少なくとも1つの第1のプラットフォームは、2つの第1のプラットフォームを含む。 In an embodiment of the invention, the at least one first platform includes two first platforms.
本発明の実施の形態では、カメラモジュールは、前記場面から前記カメラモジュールに到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズを有する第2のプラットフォームを含む。また、前記第2のプラットフォームは、前記少なくとも1つの第1のプラットフォームのうちの第1のプラットフォームに連結して、前記光軸に沿って第1と第2の位置の間を前記第1のプラットフォームに対して摺動できるように構成してもよい。また、前記第1の位置において前記第1と第2のプラットフォームが略接触するように構成してもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes a second platform having at least one lens that receives and transmits light reaching the camera module from the scene. The second platform is coupled to the first platform of the at least one first platform, and the first platform is located between the first and second positions along the optical axis. You may comprise so that it can slide with respect to. Moreover, you may comprise so that the said 1st and 2nd platform may contact substantially in the said 1st position.
本発明の実施の形態では、カメラモジュールは、前記第2のプラットフォームを少なくとも所定の一箇所に、前記光軸に沿って固定するように操作可能な少なくとも1つのラッチと、それに適合するキャッチを備える。また、前記キャッチは、前記第2のプラットフォームに形成した溝を含むもので構成されていてもよい。また、前記ラッチは、前記光軸に平行な方向に沿って延在するものでもよい。 In an embodiment of the present invention, the camera module includes at least one latch operable to fix the second platform in at least one predetermined position along the optical axis, and a catch adapted thereto. . The catch may include a groove formed in the second platform. The latch may extend along a direction parallel to the optical axis.
本発明の実施の形態では、カメラモジュールは、前記場面から前記カメラモジュールに到達する光を受光して、前記受光した光を、前記少なくとも1つのプラットフォーム内の前記少なくとも1枚のレンズに向けて透過する集束レンズを含む。 In an embodiment of the present invention, the camera module receives light reaching the camera module from the scene and transmits the received light toward the at least one lens in the at least one platform. Including a focusing lens.
本発明の実施の形態では、カメラモジュールは、前記カメラが結像した前記場面からの光を検知する感光面を有する。 In an embodiment of the present invention, the camera module has a photosensitive surface that detects light from the scene imaged by the camera.
本発明の実施形態によると、前記特許請求の範囲のいずれかに記載のカメラモジュールを備えた可搬端末を提供する。可搬端末は、信号を送信および/または受信する通信モジュールを含んでいてもよい。さらに、またはあるいは、可搬端末は、表示画面を備える。 According to an embodiment of the present invention, a portable terminal provided with the camera module according to any of the claims is provided. The portable terminal may include a communication module that transmits and / or receives signals. In addition, or alternatively, the portable terminal includes a display screen.
本発明の実施形態では、可搬端末は、前記端末の構成部品を収容するためのハウジングを備える。前記ハウジングの寸法は、前記カメラモジュールの寸法に略等しくてもよい。また、前記ハウジングの前記寸法は、前記ハウジングの厚みであってもよい。さらに、またはあるいは、前記カメラモジュールの前記寸法は、その前記光軸に平行な前記カメラモジュールの最大寸法である。 In an embodiment of the present invention, the portable terminal includes a housing for housing the components of the terminal. The dimension of the housing may be approximately equal to the dimension of the camera module. The dimension of the housing may be the thickness of the housing. Additionally or alternatively, the dimension of the camera module is a maximum dimension of the camera module parallel to the optical axis.
本発明の実施形態では、前記可搬端末は、携帯電話を含む。 In an embodiment of the present invention, the portable terminal includes a mobile phone.
本発明の実施形態では、前記可搬端末は、バーコードリーダを含む。 In an embodiment of the present invention, the portable terminal includes a barcode reader.
本発明の実施形態の限定されない例を図面を参照しながら説明する。下記に示す図面においては、2つ以上の図面に示される同じ構造体、要素、部分は、それらが示される図面すべてにおいて、同じ参照番号を付してある。図示の構成要素の寸法や特性は、解り易いように便宜上選択したものであり、必ずしも実際の縮尺を表すものではない。 Non-limiting examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, the same structures, elements, and parts shown in more than one drawing are given the same reference numerals in all the drawings in which they are shown. The dimensions and characteristics of the illustrated components are selected for the sake of easy understanding and do not necessarily represent actual scales.
図1Aおよび1Bは、本発明の実施形態による、カメラモジュール20の構成要素を示す異なる方向から見た概略斜視図である。
1A and 1B are schematic perspective views from different directions showing components of a
カメラモジュール20は、カメラモジュール内でAFおよびズームプラットフォームにそれぞれ取り付けられたAFおよびズームレンズまたはレンズ系(図1Aおよび1Bには図示せず)を位置決めするためのAFおよびズームプラットフォーム31および41を備えたウォーム駆動装置30を含んでいてもよい。集束レンズ21は、集束レンズフレーム22に取り付けられ、カメラモジュール20の点線23で示す光軸と一致する光軸を有していてもよい。集束レンズ21はカメラモジュール20が結像する場面から光を受光し、集束した光をAFおよびズームプラットフォーム31および41に取り付けたズームおよびAFレンズに向けて透過する。ウォーム駆動装置30は、AFおよびズームレンズプラットフォーム31および41を位置決めすることにより、そのそれぞれのAFおよびズームレンズは、受光した光を、ピクセル25を有するCCDまたはCMOS感光面24(図1B)上に、場面の広角または望遠画像として選択的に集束させる。感光面24は、例えば、場面の画像を提供するためにピクセル25によって生成された信号を処理するための回路要素(図示せず)の構成を有する「配線」基板26上に取り付けても、もしくは形成してもよい。
The
ウォーム駆動装置30は、それぞれ、ねじ山33および43と少なくとも1本のガイドレールを形成した第1と第2のウォーム駆動軸32および42を、すべてカメラモジュール20の光軸と平行に備えていてもよい。図1Aおよび1Bに示すように、前記少なくとも1本のガイドレールは、2本のガイドレール51および52を含んでいてもよい。また、それぞれのウォーム駆動軸32および42は弾性要素によって、例えば、コイルばね54によって表した弾性要素によってばね負荷をかけられた第1の軸受け53と、カメラのハウジングに取り付けられた第2の軸受け(図示せず)によって保持してもよい。第2の軸受けは、ハウジングに略堅固に取り付けられる。要素54は、第1の軸受け53を第2の軸受けに向かって弾性的に付勢するので、ウォーム駆動軸32および42は第2の軸受け内に安定して着座し、駆動軸の位置での軸受けに対する遊びを防ぐ、または、実質的に低減する。よって、ウォーム駆動軸、ひいてはねじ山33または43は、光軸23の長さに沿って比較的正確に位置決めされる。また、ウォーム駆動軸32および42は、図1Cに示し、後に説明するように、カメラモジュール20のハウジング70に取り付けられる。
The
ウォーム駆動軸32および42は、それぞれ、駆動ホイール、ひいては駆動軸32および42を回転させるために操作可能な圧電モータ35および45に連結された駆動ホイール34および44にそれぞれ取り付けられていてもよい。また、それぞれの圧電モータ35および45はその狭いエッジ上に摩擦片62が取り付けまたは形成された、上記米国特許第5,616,980号およびPCT公報WO 00/74153に説明した圧電モータに類似した長方形の圧電振動子61を備える。従来の技術で周知の他の適した圧電モータを本発明の実施に使用しても、図示のモータに代えてもよい。それぞれのモータ35および45は、モータを保持するとともに、モータをそれに付随する駆動ホイール34または44に向かって弾性的に付勢する、適したモータ取り付け台に取り付けることにより、モータの摩擦片62が弾性的に駆動ホイールに向かって押圧される。本発明の実施形態によるモータ取り付け台の概略は図1Cに示すと共に後に説明する。
The
AFプラットフォーム31は、ウォーム駆動軸32のねじ山33に係合するねじ山を有し、例えば、少なくとも1本のガイドレール51および52に連結されるように形成されているため、前記少なくとも1本のガイドレールに沿って摺動自在である。よって、ウォーム駆動軸32の回転により、AFプラットフォーム31は光軸23に沿って移動する。ウォーム駆動軸32は、圧電モータ35を励起して摩擦片62に適切な振動を起し、それによって駆動ホイール34にトルクをかけることにより、選択的に時計回りもしくは反時計回りに回転し、AFプラットフォーム31を集束レンズ21に近づくもしくは離れる方向に移動するように制御される。ウォーム駆動軸32の時計回りおよび反時計回りの回転は、駆動軸の軸に沿った、適した方向に対して決定する。以後、集束レンズ21に近づく、もしくは離れる方向は、それぞれ、上下と称する。圧電モータ35の操作の詳細については、図1Dを参照しながら後に説明する。
The
AFプラットフォーム31をウォーム駆動軸32に連結するため、AFプラットフォームは、ウォーム駆動軸32を通すための、ウォーム駆動軸のねじ山33と係合するねじ山付き穴を形成した連結突起36を備えていてもよい。また、AFプラットフォームは、それぞれのガイドレール51および52と連結されてもよい。また、第1と第2のガイドレール51および52と連結するために、AFプラットフォーム31は、第1のガイドレール51を通すための穴を形成した第1のガイド突起37と、第2のガイドレール52を「包囲」する2本のアーム39を有する分岐ガイド突起38(図1B)を有していてもよい。
In order to connect the
ズームプラットフォーム41は、AFプラットフォーム31がウォーム駆動軸32とガイドレール51および52に連結されるのと同様の方法で、ウォーム駆動軸42およびガイドレール51および52に連結されていてもよい。また、ズームプラットフォーム41は、ウォーム駆動軸42を通すための、ウォーム駆動軸のねじ山43と係合するねじ山を有するねじ山付き穴を形成した連結突起46を有していてもよい。また、第1および第2のガイドレール51および52と連結するため、ズームプラットフォーム41は、第1のガイドレール51を通すための穴を形成した第1のガイド突起47と、第2のガイドレール52を包囲する2本のアーム49を有する二又のガイド突起48(図1B)を有していてもよい。
The
モータ45を制御して、駆動ホイール44、ひいては駆動軸42を選択的に駆動軸の軸に沿った、適した方向に対し時計回りまたは反時計回りに回転させることにより、ズームプラットフォーム41は、光軸23に沿って選択的に上下に移動する。
By controlling the
図1Cは、カメラモジュール20が集束レンズ21とウォーム駆動装置30とともにカメラモジュールハウジング70の内部に取り付けた状態を示す概略部分断面図である。ハウジング70は、本発明の実施形態により、カメラモジュール20の詳細と、特に圧電モータ35および45を、そのそれぞれの駆動ホイール34および44に適切に連結されるように支持するモータ取り付け台の詳細を解りやすく示すために部分的に切り取ってある。図1Cの斜視図には、圧電モータ35とそのモータ取り付け台80を示す。図示はしていないが、圧電モータ45は、圧電モータ35をハウジング70に取り付ける方法と同様に取り付けてもよい。また、カメラハウジング70は実質的に立方体形状としてもよい。
FIG. 1C is a schematic partial cross-sectional view showing a state in which the
モータ取り付け台80は、ベースブロック84に取り付けられた2本の可撓性伸筋アーム82によって連結される保持フレーム81を有していてもよい。ベースブロック84は従来の技術で周知の各種方法のいずれかを使用して、接着および/またはハウジング70の凹部に圧入するなどの方法でハウジング70に固定する。伸筋アーム82は、アームに圧電モータ35の長さに平行な方向に可撓性を有するが、モータの面に対して垂直な方向には十分に幅を有するためにその方向には比較的剛性を有する比較的薄い領域88が形成されている。弾性要素、例えば、コイルばね90が、保持フレーム81を駆動ホイール34に向かって付勢するため、圧電モータ35の摩擦片62が駆動ホイールを弾性的に押圧する。また、可撓性要素90はハウジング70の支持スタブ91に取り付けられ、保持フレーム81の上部で凹部92の中に延在させてもよい。
The
差込図85は、保持フレーム80がどのように圧電モータ35を支持するかについての詳しい内部と、図1Dに基づいて下記に説明するモータの振動子61上に形成された電極101−104の任意の構成の詳細を概略で示す図である。保持フレーム81は、圧電モータ35の振動子61を、例えば弾性要素のそれぞれ反対側に位置する2つの支持片87に押圧するフレームの内部に位置する2つの弾性要素86を備える。支持片87および弾性要素86は、通電電極101−104によって励起されて摩擦片62に振動を生成する振動子の共振振動の節で振動子61に接触するように構成してもよい。
The
カメラモジュール20は、それぞれのウォーム駆動軸32および42(図1Aおよび1B)の回転を監視する監視装置を備えていてもよい。ウォーム駆動軸の回転角を監視するための回転モニタ装置には、従来の技術で周知のいかなる位置監視センサおよび装置を使用してもよい。監視装置は、それぞれの駆動ホイール34および44(図1Cでは、駆動ホイール34上にのみ示す)の周囲に標準マーク94と、マークの動きを検知してそれに対応する信号を生成するハウジング70に取り付けた光センサ96を含んでいてもよい。信号は、その信号を使用して圧電モータ35および45を制御して、駆動軸32および42に所望の回転、ひいてはAFおよびズームプラットフォーム31および41を所望の位置への位置決めを可能とする、適した制御装置(図示せず)に伝達されるように構成してもよい。
The
図1Dは圧電モータ35がどのようにして駆動ホイール34、ひいてはウォーム駆動軸32を回転させてAFプラットフォーム31を移動させるために作動するかを概略で示した図である。
FIG. 1D schematically shows how the
圧電モータ35は、圧電振動子61の第1の大きい表面上に形成された4つの四分円の電極101〜104と、振動子の第2の大きい表面上の単一の大きい電極(図示せず)を備えていてもよい。対角線上の電極が電気的に接続されていてもよい。
The
本発明の実施形態では、モータ35を制御して駆動ホイール34とウォーム駆動軸32を時計回りに回転させるため、対角線上の電極101および103を振動子の共振周波数の第1のAC電圧で、大きい電極に比例して通電してもよい。対角線上の電極102および104は、第1の電圧とは180°の位相外れの第2のAC電圧で通電してもよい。電極に通電することにより、振動子61は、振動子の面内で、振動子の長い寸法に平行な長手方向の振動と、振動子の短い寸法に平行な横方向の「曲げ振動」とで振動する。振動は、「時計回りの」楕円106によって概略的に表される「起動」を有する摩擦片62に(読者の視点から見て)時計回りの楕円形振動を生成する。楕円106の下部に沿って、楕円形振動106の毎サイクルの一部のため、摩擦片62は駆動ホイール34に接触し、(駆動軸32の上部からみて)時計回りに駆動ホイールを回す太矢印107によって示される力を適用する。楕円サイクル106の残りに関しては、摩擦片は、駆動ホイールに接触しない。対角線上の電極対101と103および102と104にかかるAC電圧の極性を逆にすることによって、楕円形振動は逆方向となり、反時計回りの楕円108によって概略的に表される反時計回りの振動となる。反時計回りの振動は、太矢印107とは逆の方向である太矢印109で示す力を駆動ホイール34に加え、それにより、駆動ホイールは反時計回りの方向に回転する。
In the embodiment of the present invention, in order to control the
従来の技術で周知の他の通電構成を本発明の実施の形態にしたがって使用し、圧電モータ35を作動し、ウォーム駆動軸32を回転させてもよい。例えば、圧電モータ35を非対称パルスモードで操作して駆動軸32を回転させてもよい。このモードでは、圧電振動子61上の電極が、非対称のパルスで通電され、それによって、圧電振動子がその面内で屈曲し、摩擦片を比較的迅速に、または比較的ゆっくり一側に変位させ、その後、摩擦片を逆方向に比較的ゆっくり、または比較的迅速に戻す。比較的迅速な変位の間、摩擦片62と駆動ホイール34との間の摩擦は比較的大きく、駆動ホイールは摩擦片とともに移動して回転する。摩擦片62が比較的迅速に動作している間は、片と駆動ホイールの間の摩擦は比較的低いので、摩擦片は、それが押圧された駆動ホイール34の表面上を摺動し、駆動ホイールは、実質的には摩擦片とともに移動せず、また実質的には回転しない。摩擦片62の迅速および緩慢な動きの各サイクルでは、駆動ホイール34は、摩擦片のゆっくりとした変位によって決定する方向に純回転をする。
Other energization configurations known in the prior art may be used in accordance with embodiments of the present invention to operate the
例として、非対称パルスモードでの操作では、電極101および104は電気的に接続され、比較的短い上昇時間と比較的長い降下時間を有する同じ単極の非対称パルスで脈動するように構成してもよい。電極102および104は、電極101および104を通電するパルスの逆のパルスで電気的に接続および通電してもよい。電極にかかる非対称パルスにより、パルス上昇時間中、振動子61は摩擦片62を右(パルスの極性と圧電振動子61の分極の間に適切な通信が確立しているとする)に比較的迅速に屈曲および変位させる。比較的長い降下時間中、圧電振動子61はゆっくりと緩み、屈曲状態が戻り、また、摩擦片62を、その元の位置に比較的ゆっくりと戻す。
As an example, in operation in the asymmetric pulse mode, the
圧電モータ35および45に類似した圧電モータを励起する方法が、上記米国特許第5,616,980号、PCT公報WO 00/74153、PCT出願PCT/IL00698およびPCT/IL03/00613に述べてあり、本発明の実施に使用することができる。米国特許第5,616,980では、圧電モータ35および45に類似した圧電モータの電極を通電してモータを非対称パルスモードで操作するための多数の異なる通電構成について説明している。
Methods for exciting piezoelectric motors similar to
図1Eおよび1Fは、圧電モータ35および45を制御してAFおよびズームプラットフォーム31および41を位置決めすることによりそのそれぞれのAFおよびズームレンズがそれぞれ広角および望遠構成になる、カメラモジュール20に含まれるウォーム駆動装置30の概略側面図である。これらの図面では、AFおよびズームレンズは、AFおよびズームプラットフォーム31および41に含まれ、点線の単一レンズ断面110および111によって概略的に示す。
FIGS. 1E and 1F show a worm included in the
図1Eに示す広角構成では、AFおよびズームレンズ110および111は、集束レンズ21からは比較的離れた位置に位置している。両方向矢印112は、図1Eに示されるズームレンズ111の位置に関して、圧電モータ35がAFレンズを動かして、カメラモジュール20によって結像しようとする場面の焦点を合わせる際のAFレンズ110の位置的範囲を概略的に示している。図1Fに示す望遠構成では、AFおよびズームレンズ110および111は、集束レンズ21に比較的近い位置に位置している。両方向矢印113は、図1Fに示すズームレンズ111の位置に関して、圧電モータ35がAFレンズを動かして、カメラモジュール20によって結像しようとする場面の焦点を合わせる際のAFレンズ110の位置的範囲を概略的に示している。
In the wide-angle configuration shown in FIG. 1E, the AF and
図1Gは、信号を送信および/または受信するための通信モジュールを備えた可搬端末の概略平面図である。可搬端末は、本発明の実施形態によるカメラモジュール20のようなカメラモジュールを備えた携帯電話115を含むものでもよい。携帯電話115は、キーボード117を含むユーザインターフェースを有する第1のパネル116と、表示画面119を含む第2のパネル118とを有するものでもよい。パネル118はヒンジ114によって第1のパネル116にヒンジ接続されているため、第1のパネルに対して開閉可能であり、パネルは、従来の技術で周知のさまざまな方法および装置のいずれかを使用して電気的に連結され、相互に信号通信が可能となっている。カメラモジュール20は、パネル118に取り付けられていてもよく、そのカメラハウジング70(図1C)は、一点鎖線で概略的に示している。カメラモジュール20の集束レンズ21は、第2のパネル118の穴から見ることができ、集束レンズは、その穴を通じてカメラモジュール20で結像する場面からの光を集束する。パネル116または118のいずれか一方上の任意に設けられたボタンおよび/またはキーボード117上の専用ボタンおよび/またはキーの操作に呼応して場面を結像するようカメラモジュール20を制御する。結像した場面は表示画面119上に表示してもよい。
FIG. 1G is a schematic plan view of a portable terminal equipped with a communication module for transmitting and / or receiving signals. The portable terminal may include a
図2Aは、本発明の実施形態による、タレット駆動装置122を備えたカメラモジュール120の概略分解図である。図2Bは、部分的に組み立てたカメラモジュール120を示す概略図である。説明の便宜上、ハウジング202に取り付けた図2Aに示す集束レンズ21は、図2Bでは示していない。
FIG. 2A is a schematic exploded view of a
タレット駆動装置122は、基台130、駆動管140、カメラモジュール120のAFおよびズームレンズが、それぞれ、取り付けられているAFプラットフォーム160、およびズームプラットフォーム180、およびガイドレール200を備える。また、カメラモジュール120は、その一部がタレット駆動装置の構成要素として機能するハウジング202と、カメラモジュール120の光軸23と一致する光軸を有する集束レンズ21を備える。
The
基台130は、円形の井筒部131と、井筒部と同心の環状凹部132と、例えば2つのホイール134で示す従来技術で周知の適した構成を有する軸受けを備え、軸受けは、基台の内部もしくは基台に対して、環状凹部の表面の内部に突出もしくは表面上に載置されるように取り付けるように構成することができる。CCDまたはCMOSのような感光面24は、井筒部131の底で、例えば感光面用の配線基板を備える、適した基板上に位置させてもよい。
The
駆動管140は、駆動カラー141を備え、その内側表面上にねじ山142が形成してある。駆動管は、駆動カラー141がホイール134上に接触して載置されるように井筒部131内に着座できる形状である。例えば圧電モータ35および45に類似しており、圧電振動子61および摩擦片62を備えた少なくとも1つの圧電モータ60は、駆動カラー141に連結され、制御により駆動カラーに力を加えて、駆動カラーをカメラモジュールの光軸23を中心として時計回りまたは反時計回りに選択的に回転させることができる。
The
前記少なくとも1つの圧電モータ60のそれぞれを駆動カラー141に連結するためには、コイルばね143として表示されている弾性要素によりモータをカラーに向けて付勢させることにより、モータの摩擦片が駆動カラーを押圧するようにする。弾性要素143は、コイルばねとして示しているが、弾性部材は、板ばねのような従来技術で周知の適当な弾性要素または、ゴムのような適当な形状の弾性材の塊でもよい。例えば、図2Aでは、前記少なくとも一つの圧電モータ60は二つの圧電モータを含んでいる。それぞれのモータ60は、駆動カラーの、別のホイール134が接触する箇所と反対側の位置において、駆動カラー141と接触するように押圧されるように構成してもよい。
In order to connect each of the at least one
AFプラットフォーム160は、その外側表面上に、駆動管140に形成されたねじ山142に適合するねじ山162と、ガイドレール200を受容するための、図2Aには、1個のみ示すが、複数のガイドレール穴163を形成した、任意の筒状部161を有している。AFプラットフォーム160は、AFプラットフォームをズームレンズプラットフォーム180に連結するための複数の連結アーム170を有しており、そのそれぞれがズームプラットフォームに向けて「上向き」に延在し、光軸23に面する短い「歯」171が先端に形成されている。
The
それぞれの連結アーム170に対して、ズームプラットフォーム180は、その外側表面上に、連結アームの歯171と適合する段差182が形成された領域181を有していてもよい。ズームプラットフォーム180は、連結アーム170の間に挿入され、連結アーム170の歯171が段差182にカチッと嵌り、ズームプラットフォームをAFプラットフォームに連結するが、ズームプラットフォームは、連結アームに沿って摺動可能となるよう構成してもよい。ズームプラットフォーム180はAFプラットフォーム160に対して、両プラットフォームが接触する位置から、最も離れる位置まで摺動可能とし、その距離において歯171が段差182に引っ掛かってプラットフォームがそれ以上離れない様に構成してもよい。
For each connecting
図2Cは、部分的に組み立てたカメラモジュール120の2本の連結アーム170とステップ182との関係を示す概略断面図であり、ズームプラットフォーム180が歯171が段差182に引っ掛からない距離だけAFプラットフォーム160から光軸23に沿って変位した様子を示す。同じく図2Cには、AFレンズ110とズームレンズ111がそれぞれAFおよびズームプラットフォーム160および180にそれぞれ取り付けられている様子を概略的に示している。
FIG. 2C is a schematic cross-sectional view showing the relationship between the two connecting
図2Aに示すように、ズームプラットフォーム180も、上下の溝185および186をそれぞれ有する少なくとも1つの表面領域184と、ガイドレール200を受容するための、図2A中、1個のみ示すが、複数のガイドレール穴187)を備えている。図に示すように、前記少なくとも1つの表面領域184は2つの対称的に位置する表面領域184を含んでいてもよい。
As shown in FIG. 2A, the
ズームプラットフォーム180の各表面領域184において、ハウジング202は、表面領域上の溝185および186に適合して組み合うように形成されたラッチ用のキャッチとして機能するラッチ歯207を有する弾性ラッチ206を備える。ラッチ206および上側溝185は、協働してズームプラットフォーム180を広角位置にドッキングさせ、ラッチ206と底溝186は、ズームプラットフォームを望遠位置にドッキングさせる。ラッチ歯207が、上側溝185に着座すると、ズームプラットフォーム、ひいては、それに取り付けられたズームレンズ111が光軸23に沿った広角位置に固着される。ラッチ歯207が底溝186の中に着座しているときは、ズームプラットフォーム、ひいてはズームレンズ111は光軸23に沿った望遠位置に固着される。また、ズームプラットフォーム180がいずれかの位置にドッキングしている場合、AFプラットフォーム160はプラットフォーム180に対して、2つのプラットフォームが接触する位置から歯171が段差182に引っ掛かるまでの距離だけ移動して焦点位置を調整することができる(プラットフォーム180に対するプラットフォーム160の移動の範囲についてはすでに述べたとおりである)。
In each
図2Dは、部分的に組み立てたカメラモジュール120の概略断面図であり、ラッチ歯207が上側溝185の中に着座しており、ズームプラットフォーム180、ひいてはズームレンズ111が光軸23に沿って広角位置に固着される様子を示す。図2Eは、部分的に組み立てたカメラモジュール120が着座しラッチ歯207が底溝186およびズームプラットフォーム180に着座し、よって、ズームレンズが光軸に沿った望遠位置に固着された様子を示す状態の概略断面図である。
FIG. 2D is a schematic cross-sectional view of the partially assembled
ハウジング202は、ガイドレール200を受容するためにそれぞれにガイドレール穴204が形成された2本の突起部203と、モータをハウジングに取り付けてモータを弾性要素143で駆動カラー141に向けて付勢できるようにするため、それぞれの圧電モータ60に対応する凹部210を有していてもよい。図2Bの斜視図では、モータ用凹部210は1つしか示していない。凹部210には、図1Cに示すモータ取り付け台80のようなモータ取り付け台を取り付けてもよい。また、凹部210は、モータ60を把持し、その位置をモータの面に対して垂直な方向に維持する保持フレーム209を備えていてもよい。また、凹部210は、モータ60を支持するため、図1Cの差込図85に示す支持片87と弾性要素86に類似した支持片および弾性要素の装置を備えていてもよい。モータ60をカラー141に対して押圧する、図2Aに示すコイルばね143で示した弾性要素は、凹部210の最上部に嵌合する板ばね215を備える。
The
カメラモジュール120は、AFプラットフォーム160の連結アーム170間にズームプラットフォーム180を挿入し、プラットフォームをAFプラットフォーム上のねじ山162が駆動管内のねじ山142と係合するように駆動管140の内部にねじ込むことによって組み立ててもよい。駆動管140は、駆動カラー141がホイール134上に接触し載置するように井筒部131に挿入する。圧電モータ60と、それに付随する、モータを駆動カラー141に押圧する弾性要素143をハウジング202の中の凹部210に取り付けて、ハウジングを基台130に結合する。ガイドレール200を、ズームプラットフォーム180内のガイドレール穴187(図2A)とAFプラットフォーム160内のガイドレール穴163を通して、ハウジング内のガイドレール穴204の中に挿入する。
The
AFプラットフォーム160とそのAFレンズ110は、光軸23に沿って選択的に上下に移動し、圧電モータ60を制御して駆動カラー141、ひいては駆動管140を適当に時計回りまたは反時計回りに回転させることによって、光軸に沿って位置決めされる。AFプラットフォーム160のねじ山162が駆動管のねじ山142と係合してガイドレール200がAFプラットフォームの回転を阻止するため、駆動管の回転がAFプラットフォーム160を光軸23に沿って移動させる。
The
本発明の実施形態によると、ズームプラットフォーム180は、AFプラットフォーム160を移動させることによって望遠および広角位置の間を移動する。例えば、ズームプラットフォーム180が、ラッチ206がズームプラットフォームの底溝186に噛み合って図2Eに示す望遠位置にドッキングしたとする。ズームプラットフォーム180を広角位置に移動させるには、圧電モータ60を制御して駆動管140を回転させ、AFプラットフォームを、連結アーム170(図2C)の歯171が段差182と噛み合うまで下方向に移動させる。その後、AFプラットフォーム160を連続的に下方向へ移動することにより、ラッチ歯207を底溝186から切り離し、ズームプラットフォーム180を、ラッチ歯が上側溝185に噛み合って、ズームプラットフォーム180とそのズームレンズ111を図2Dが示す広角位置にドッキングするまで下方向に引っ張る。ズームレンズ180をその広角位置にドッキングさせた後、AFプラットフォーム160は、ズームプラットフォーム180をその広角位置から切り離さずに、両方向矢印211で概略的に示す距離だけ光軸23に沿って上方向に移動させればよい。AFプラットフォーム160は、両方向矢印211で示す距離に沿ったどの点に位置しても、広角構成のカメラモジュール120が結像しようとする場面の焦点を合わせることができる。
According to an embodiment of the present invention, the
ズームプラットフォーム180をその望遠位置に戻すには、AFプラットフォーム160を、ズームプラットフォーム180に接触し、その後、ラッチ206が底溝186と噛み合ってズームプラットフォームを望遠位置にドッキングさせるまでズームプラットフォームを押し上げる。ズームプラットフォーム180が望遠位置に位置した状態では、ズームプラットフォームをその望遠位置から切り離すことなく、両方向矢印212が示す距離だけAFプラットフォーム160を下方向に移動させることができる。AFプラットフォーム160は、両方向矢印212が示す距離に沿ったどの点に位置しても望遠構成のカメラモジュール120が結像しようとする場面の焦点を合わせることが出来る(距離212の「最下部」において、連結アーム170の歯171は、段差182(図2C)と噛み合って、AFプラットフォームがそれ以上動くと、ズームプラットフォームを望遠位置から切り離し、ズームプラットフォームを広角位置に向かって引っ張る)。
To return the
本発明の実施の形態によると、カメラモジュール120は、図1Gに示す、カメラモジュール20が携帯電話の中に組み込まれるのと同様の方法で、携帯電話のような可搬通信装置の中に組み込まれる。
According to an embodiment of the present invention, the
図3Aおよび3Bは、本発明の実施形態によるシニー駆動装置230を備えたカメラモジュール220の斜視図である。カメラモジュール220の、説明と関係のある特性のみ、図に示す。
3A and 3B are perspective views of a
シニー駆動装置230は、AFプラットフォーム240と、ズームプラットフォーム280と、例えば2本の駆動レール301と、2本のガイドレール302、上板303、および底板304を備える。駆動およびガイドレールは、シニー駆動装置230の部品の概略斜視図である図3Cに明確に示されている。カメラモジュール220の光軸23と一致する光軸を有する集束レンズ21は、上板303に取り付けてもよい。CCDまたはCMOS感光面24(図3B)は、感光面用の配線基板として機能するまたはそれを備えた底板304上に取り付けてもよい。
The
本発明の実施形態によると、AFプラットフォーム240は、それぞれのガイドレール302に沿って載る少なくとも1個のガイドホイール241を備える。図3Aおよび3Bに示すように、前記少なくとも1個のガイドホイールは、2個のガイドホイール241を含んでいてもよい。AFプラットフォーム240の詳細を、AFプラットフォーム240の平面図を概略で表す上記の図3Cおよび図3Dに示す。AFプラットフォーム240には、2つの溝穴244が形成されており、そのそれぞれが比較的細い首部247によってプラットフォームの本体中央部に取り付けられたアーム245を形成していてもよい(アーム245および首部247は、図3Cおよび3Dに解りやすく示している)。圧電モータ60はそれぞれのアーム245の凹部248に取り付けられている。
According to an embodiment of the present invention, the
アーム245に付随する溝穴244および比較的細い首部247により、アームは、首部247の領域に位置する、AFプラットフォーム240の面に略垂直な軸を中心として弾性的に屈曲可能となる。本発明の実施形態によると、弾性要素、例えばコイルばね246(図3D)は、各溝穴244に挿入され、溝穴244に付随するアーム245を弾性的に偏向させ、AFプラットフォーム240の本体から離れる方向に曲げようとする。結果、アーム245は、それぞれの圧電モータ60をそれに付随する駆動レール301に向かって付勢する弾性トルクを生成し、よってモータの摩擦片62が弾性的に駆動レールに接触し、ガイドホイール241が弾性的にガイドレール302を押圧する。ガイドホイール241とガイドレール302は、ガイドホイールのレールに対する横方向の動きを最低限とし、駆動およびガイドレールに対して正確に位置合わせしたAFプラットフォーム240の位置を維持するように形成されている。これは、各ガイドホイール241に、例えば「V」字溝242(図3D)を形成し、その中に、それに付随するガイドレールを嵌め込むことによって実現することができる。
The
本発明の実施形態において、任意のアーム245を備えた弾性要素246を受容するため、アームには、図3Dでは点線で概略的に示したねじ山付き貫通穴330を形成し、プラットフォームの本体には点線で示した盲穴331を形成する。弾性要素246を、それが盲穴331に着座するまでねじ山付き穴330を通して挿入する。ねじ山付き穴330のそれに適合するねじ山を有する止めねじ333を穴の中にねじ込み、弾性要素246を定位置に係止する。止めねじ333をねじ山付き穴330にねじ込む深さを調整し、弾性要素246に所望の圧縮、ひいては、アーム245を備えた圧電モータ60を押圧する所望の力を付随の駆動レール301に掛ける。
In an embodiment of the present invention, to receive the
本発明の実施形態では、それぞれのアーム245はプラットフォーム240の本体から離れて形成されている。また、アーム245には、弾性要素246を挿入してプラットフォーム240の本体の盲穴331に着座できる穴330ではなく、弾性要素が着座可能な穴、たとえば盲穴が形成されていてもよい。プラットフォーム240の本体は、弾性要素246が、本体とアームとの間の、弾性要素用に設けられた穴の中に位置した後に、アーム245に例えば永久的に取り付けてもよい。アームと本体は、その後、溶接され、永久的に結合される。
In an embodiment of the present invention, each
本発明の実施形態では、プラットフォーム240が形成された材料と首部247の構造は、アーム245が屈曲して溝穴244を十分に開放し、アームとプラットフォームの本体との間に弾性要素246が挿入可能となるように構成されている。
In an embodiment of the present invention, the material from which the
本発明の実施形態では、弾性要素は圧電モータ60を受容する凹部248の中のモータの摩擦片62の反対側の縁部に沿って位置し、アームを有する駆動レール301に向かって摩擦片を押圧する。また、弾性要素が凹部248の内部に位置する実施形態では、AFプラットフォーム240は、溝穴244なしで形成され、アーム245を有していなくてもよい。アーム245の弾性的な屈曲は、モータ60の摩擦片62をそのそれぞれの駆動レールに向かって押圧するためには利用されない。図3Eは、AFプラットフォーム240に類似ているが、溝穴244とアーム245が形成されていないAFプラットフォーム260の概略上面図である。プラットフォームに取り付けられたそれぞれの圧電モータ60は、モータが取り付けられる凹部248内に位置する弾性要素261によってそのそれぞれの駆動レール301に押圧される。
In an embodiment of the present invention, the resilient element is located along the opposite edge of the
AFプラットフォーム240は、選択的に上下に駆動およびガイドレール301および302を移動するように制御し、ひいては、圧電モータ60の電極を通電して適当な、例えば、楕円形の振動を摩擦片62内で励起することによってそのAFレンズ(図示せず)を、カメラモジュール220の光軸23に沿って移動および位置決めする(上記のごとく、「上」および「下」は図3Aおよび3Bにおいて集束レンズ21に近づくまたは離れる方向を意味する)。振動により、モータ、ひいてはプラットフォームがそれぞれレールの上下方向に「よじ登ったり降りたり」する。また、駆動レール301は、耐磨耗材料が形成され、および/または、摩擦片62によって接触する駆動レールに沿った領域が保護耐磨耗材料によって被覆されている。
The
本発明の実施形態では、AFプラットフォーム240は、AFプラットフォームを光軸23に沿って移動および位置決めするための、独自の圧電モータ60を備える一方、本発明の別の実施形態では、図3Aおよび3Bに概略的に示すように、ズームプラットフォーム280は、プラットフォームを移動させるための、例えば、独自の圧電モータを備えていない。その代わり、カメラモジュール120およびそのタレット駆動装置122(図2A〜2E)の場合のように、シニー駆動装置230のズームプラットフォーム280は、例えばズームプラットフォームをAFプラットフォームに連結するための2本の連結アーム250を形成したAFプラットフォーム240の動作によって移動する。連結アーム250は、詳しくは図3Cに明確に示すが、タレット駆動装置122の連結アーム170が行う機能と同様の機能を果たし、それぞれに歯251が形成されている。連結アームの操作およびズームプラットフォーム280の動作について次に説明する。
In an embodiment of the present invention, the
ズームプラットフォーム280は、ズームレンズ(図示せず)が取り付けられている筒状部281と、レンズ取り付け台を、ズームプラットフォームが駆動レールに沿って自由に上下に移動できるように例えば駆動レール301に連結する少なくとも2本のアーム282を備える。筒状部281には底縁283と、上側溝および底溝284および285が形成されている。上側溝および底溝284および285は、上板303から下方向に延在可能な図3Aおよび3Bに示す弾性ラッチ290に対するキャッチとして機能する。弾性ラッチ290は、ラッチ歯291を備え、溝284および285はラッチ歯に適合する形状を有する。
The
ラッチ290および上側溝284は協働してズームプラットフォーム280を広角位置にドッキングさせ、ラッチと底溝285は、協働してズームプラットフォームを望遠位置にドッキングさせる。図3Aに示すように、ラッチ歯291が上側溝284に着座すると、ズームプラットフォーム280、ひいてはそれに取り付けられたズームレンズは光軸23に沿った、集束レンズから比較的遠い広角位置に固着される。図3Bに示すようにラッチ歯291が底溝285内に着座すると、ズームプラットフォーム、ひいては、それに取り付けられたズームレンズは光軸23に沿った望遠位置に固着される。
The
ズームプラットフォーム280をその望遠位置(図3B)から広角位置(図3A)に移動させるため、圧電モータ60は、連結アーム250の歯251がズームプラットフォームの底縁283に引っ掛かるまでAFプラットフォームを降下させる。その後、AFプラットフォーム240が連続的に下降すると、ラッチ歯291が底溝285から切り離され、ラッチが上側溝284に噛み合い、ズームプラットフォームとそのズームレンズが図3Aに示す広角位置にドッキングするまでズームプラットフォーム280を下方向に引っ張る。ズームプラットフォーム280をその広角位置にドッキングした後、AFプラットフォーム240は、光軸23に沿って、ズームプラットフォーム280を切り離さずに両方向矢印293が示す距離だけ上方向に移動する。AFプラットフォーム240は、両方向矢印293が示す距離に沿ったどの点に位置しても広角構成のカメラモジュール120が結像しようとする場面の焦点を合わせることができる。
To move the
ズームプラットフォーム280を望遠位置(図3B)に戻すためには、ズームプラットフォーム280に接触し、その後、ラッチ290が底溝285に噛み合ってズームプラットフォームを望遠位置にドッキングさせるまでズームプラットフォームを押圧するまでAFプラットフォーム240を上方向に移動させる。ズームプラットフォーム280が望遠位置にある場合、AFプラットフォーム240は、ズームプラットフォームを望遠位置から切り離さずに、両方向矢印294が示す距離だけ下方向に移動させることができる。AFプラットフォーム240は、その距離294に沿ったどの点に位置しても、望遠構成のカメラモジュール120が結像しようとする場面の焦点を合わせることができる。
To return the
ラッチ290は、もちろん、上板303に取り付けられていなければならない、またはそこから下方向に延在していなければならないというわけではない。本発明の機能に適した他の構成のラッチも使用可能であり、有利である。例えば、図3Fは、ドッキングラッチ324が取り付けられ、底板304から上方に向かって延在するシニー駆動装置230(図3A)に類似したシニー駆動装置322を備える、本発明の実施形態による、カメラモジュール320を概略的に示した図である。
The
図3Gは、本発明の実施形態による、カメラモジュール340のシニー駆動装置344に含まれるラッチ350の別の構成を概略的に示す図である。タレット駆動装置およびシニー駆動装置122および230では、ラッチは、装置の作動中は連結アーム170および250に接触しないが、ラッチ350は、シニー駆動装置344の作動中は連結アーム250に接触する。ラッチは、連結アームがラッチに接触して力を掛け、ラッチをそれらが着座している溝284または285から切り離すような形状を有する。
FIG. 3G is a diagram schematically illustrating another configuration of a
図3Hは、図3Gに示す本発明の実施の形態によるラッチ350およびそれに対応する連結アーム250の構成を、ズームプラットフォーム280の底縁283および上側溝および底溝284および285に関連して詳細に示す概略図である。連結アーム250が取り付けられた図3Gに示すAFプラットフォーム240の一部を、参照番号240で図3Hに示す。
3H illustrates in detail the configuration of the
ラッチ350は例えば、弾性を有するばね状の材料から形成され、溝284および285にカチッと嵌合し、引っ掛かるように構成された、以後「キャッチ」と称する領域352と、アーム351の横方向に延在する解除ハンドル353を形成したアーム351を有する。連結アーム250は、すでに説明したように、歯251を有し、さらに、それぞれ、縦(図3Gに示すカメラモジュール120の光軸23に平行)板361の両側に第1と第2の傾斜パネルまたは面360および362を有する。傾斜および縦板360〜362はAFプラットフォーム240が移動している間は解除ハンドル353に噛み合ってズームプラットフォーム280を広角および望遠位置の相互間で移動してハンドルに力を掛け、それをそれぞれが着座している溝284または285から持ち上げてラッチ350のキャッチ352を切り離す。
The
ズームプラットフォーム280が、キャッチ352が上側溝284に噛み合う広角位置から、キャッチ352が底溝285に噛み合う望遠位置まで移動している間の連結アーム250とラッチ350の動作のイメージを図3Iに時間順に示す。図のイメージは、ズームプラットフォームの動作中の、ラッチと連結アームの相対位置を示す。図において、左から右に時間が進むものとし、それぞれアルファベットを付してある。アルファベットの降順に右方向に並べて有り、右側は左側の図より時間的に後になる。ズームプラットフォーム280がその望遠位置から広角位置へ移動する間の、連結アーム250およびラッチ350の動作のイメージを図3Jに時間順に示す。
The operation image of the connecting
図3A、3B、3Fおよび3Gのカメラモジュールは圧電モータを有するAFプラットフォームと、圧電モータを有さず、AFプラットフォームによって移動せしめられるズームプラットフォームを備えており、本発明の実施形態では、AFおよびズームプラットフォームは共に独立して移動し、独自の圧電モータによって位置決めされる。 The camera module of FIGS. 3A, 3B, 3F, and 3G includes an AF platform having a piezoelectric motor and a zoom platform that does not have a piezoelectric motor and is moved by the AF platform. Both platforms move independently and are positioned by a unique piezoelectric motor.
図4は、本発明の実施形態による、それぞれに独自の圧電モータ60を取り付けたAFプラットフォーム404とズームプラットフォーム406を有するシニー駆動装置402を備えたカメラモジュール400を概略で示す。プラットフォームは、同様のものでよい。また、それらが取り付けられるレンズ構成と、そのそれぞれのレンズをプラットフォームにとりつける構成要素以外は、プラットフォームは同一のものでよい。
FIG. 4 schematically illustrates a
AFおよびズームプラットフォーム404および406の動作および位置決めを独立して制御することにより、そのそれぞれのAFおよびズームレンズを互いに独立して位置決めおよび移動させることができる。その結果、カメラモジュール400は、一般的に、ズームプラットフォームがAFプラットフォームによって移動せしめられるとともにカメラモジュールの光軸に沿った固定位置の数が限られていると制限されているカメラモジュールより、フレキシブルである。本発明の実施形態による、AFおよびズームプラットフォームが独立して制御されるカメラモジュール400に類似したカメラモジュールは、一般的に、独立して制御されないカメラモジュールが提供する連続拡大範囲が大きくなるように構成されている。
By independently controlling the operation and positioning of the AF and
本発明の実施形態によるカメラモジュールは、携帯電話の中に組み込むのに十分小型に構成されていると説明してきたが、本発明の実施形態によるカメラモジュールは、異なる寸法に形成することができ、携帯電話や可搬端末に使用するだけに限られない。例えば、上記のカメラモジュールの例示実施形態に類似したカメラモジュールを「従来の寸法」に形成して、「従来のカメラ」の内部またはそれとして使用してもよい。本発明の実施形態による比較的小型のカメラモジュール、例えば、小型の携帯電話に組み込むのに適したものなどを例えば、バーコードリーダやパーソナルアクセサリーに組み込むことも可能であり、および/または、キーチェーンやめがねなどのように装着することもできる。 Although the camera module according to the embodiment of the present invention has been described as being sufficiently small to be incorporated into a mobile phone, the camera module according to an embodiment of the present invention can be formed in different dimensions, It is not limited to use for mobile phones and portable terminals. For example, a camera module similar to the exemplary embodiment of the camera module described above may be formed in “conventional dimensions” and used within or as a “conventional camera”. Relatively small camera modules according to embodiments of the present invention, such as those suitable for incorporation into small cellular phones, for example, can be incorporated into, for example, barcode readers and personal accessories, and / or key chains. It can also be worn like glasses.
本出願の説明および請求の範囲において、「備える」「含む」「有する」など動詞およびその活用形はその動詞の目的語が必ずしもその動詞の主語の部材、構成要素、要素、または部品すべてではない。 In the description and claims of the present application, verbs such as “comprising”, “including”, “having”, and their conjugations are not necessarily the object, component, element, or part of the subject of the verb. .
本発明について、その実施形態を詳しく説明することにより説明してきたが、これらは、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定することを目的としたものではない。説明した実施形態は、異なる特性も含み、そのすべてが本発明のすべての実施形態に必要なものではない。本発明の実施形態には、その特性のうちの一部または可能な組み合わせのみを使用しているものもある。説明した本発明の実施形態の変形例と、説明した実施形態で示した特性の異なる組み合わせを含む本発明の実施形態も、当業者によっては考えられよう。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定されるものである。 Although the present invention has been described in detail by describing its embodiments in detail, these are merely examples and are not intended to limit the scope of the present invention. The described embodiments also include different characteristics, not all of which are required for all embodiments of the invention. Some embodiments of the present invention use only some or only possible combinations of their characteristics. Variations of the described embodiments of the present invention and embodiments of the present invention that include different combinations of the characteristics shown in the described embodiments will also be contemplated by those skilled in the art. The scope of the invention is limited only by the appended claims.
Claims (67)
前記少なくとも一つのプラットフォームのそれぞれの前記プラットフォームに対して光軸に平行な軸を有し、前記プラットフォーム内の前記ねじ山と係合するねじ山が形成された異なる駆動軸と、
接触面が回転すると前記駆動軸が回転するように前記各駆動軸に連結された接触面と、
前記接触面、ひいては前記軸を回転させて、その前記ねじ山が前記光軸に沿って前記軸の前記ねじ山と係合する前記プラットフォームを移動し、位置決めするように制御可能な圧電モータとを備えたことを特徴とする前記光軸を有するカメラモジュール。 At least one platform comprising at least one lens that is threaded and receives and transmits light reaching the module from the scene to be imaged by the camera module;
A different drive shaft having an axis parallel to an optical axis for each platform of the at least one platform and formed with threads that engage the threads in the platform;
A contact surface coupled to each drive shaft such that the drive shaft rotates when the contact surface rotates;
A piezoelectric motor that is controllable to rotate and position the contact surface, and thus the shaft, so as to move and position the platform whose threads engage the threads of the shaft along the optical axis; A camera module having the optical axis.
前記駆動管の内側に取り付けられており、前記駆動管の前記ねじ山と係合するねじ山を有し、カメラモジュールに前記モジュールが結像しようとする場面から到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズを備えた第1のプラットフォームと、
前記第1のプラットフォームが摺動自在であるとともに、前記駆動管が回転するときに前記プラットフォームが回転するのを防ぐ、少なくとも1本のガイドレールと、
前記駆動管を回転させて前記第1のプラットフォームを前記光軸に沿って移動および位置決めさせるように制御可能な少なくとも1つの圧電モータとを備えたことを特徴とする前記光軸を有するカメラモジュール。 A drive tube that is rotatable about an optical axis, has a threaded inner surface, and a rotational axis that coincides with the optical axis;
At least the light source that is attached to the inside of the drive tube, has a screw thread that engages the screw thread of the drive tube, and that receives and transmits light that reaches the camera module from a scene to be imaged A first platform with one lens;
At least one guide rail, wherein the first platform is slidable and prevents the platform from rotating when the drive tube rotates;
A camera module having an optical axis, comprising: at least one piezoelectric motor that is controllable to rotate and drive the first tube to move and position the first platform along the optical axis.
カメラモジュールに前記モジュールが結像しようとする場面から到達する光を受光および透過する少なくとも1枚のレンズと前記少なくとも1本の駆動レールと接触する連結面を有する少なくとも1つの圧電モータを備えた少なくとも1つの第1のプラットフォームとを備え、
前記少なくとも1つの圧電モータは前記駆動レールに力をかける前記連結面において振動を励起して前記第1のプラットフォームを前記光軸に沿って移動させ、位置決めするように制御可能であることを特徴とする前記光軸を有することを特徴とするカメラモジュール。 At least one drive rail parallel to the optical axis;
And at least one piezoelectric motor having at least one lens for receiving and transmitting light arriving from a scene to be imaged by the module and at least one piezoelectric motor having a connecting surface in contact with the at least one drive rail. One first platform,
The at least one piezoelectric motor is controllable to excite vibration at the connecting surface that applies force to the drive rail to move and position the first platform along the optical axis. A camera module comprising the optical axis.
66. The portable terminal according to any one of claims 59 to 65, wherein the portable terminal includes a barcode reader.
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