JP2009186650A - Camera module and mobile terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯端末に内蔵されるに好適な小型のカメラモジュールに関するものである。 The present invention relates to a small camera module suitable for being incorporated in a portable terminal.
従来より、携帯電話機等の携帯端末に、小型で薄型のカメラモジュールが搭載されており、撮影のみならず、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。このようなカメラモジュールにおいても、オートフォーカス撮影を可能とすべく撮影レンズ群を光軸に沿って移動させるためのレンズ駆動部を備えたものがある。 Conventionally, a small and thin camera module is mounted on a portable terminal such as a cellular phone, and it is possible to transmit not only shooting but also audio information as well as image information to a remote place. . Some of these camera modules include a lens driving unit for moving the photographing lens group along the optical axis so as to enable autofocus photographing.
このようなカメラモジュールのレンズ駆動装置として、鏡枠の前方と後方の2箇所に板状のバネ部材を取り付けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
携帯電話機等に内蔵されるカメラモジュールのレンズ駆動部としては、コイル及びマグネットを有し、コイルに通電して生じる電磁力を用いて鏡枠を移動させる、所謂ボイスコイルモータが用いられていることが多く、鏡枠前後に配置された板バネで保持及び付勢がなされている。 As a lens driving unit of a camera module built in a cellular phone or the like, a so-called voice coil motor having a coil and a magnet and moving a lens frame using electromagnetic force generated by energizing the coil is used. In many cases, it is held and urged by leaf springs arranged before and after the lens frame.
図8は、従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional camera module.
同図に示すように、撮像光学系10を保持する鏡枠22の外側には、コイル33が巻き回されており、このコイル33に対向してマグネット32が配置されている。マグネット32は、コの字状のヨーク31に保持されている。
As shown in the drawing, a
鏡枠22は、光軸O方向に移動可能となされ、鏡枠22の被写体側には板バネ23が、撮像素子側には板バネ24が配置され、鏡枠22を保持すると共に、鏡枠22を撮像素子側に付勢している。板バネ23の内側部は鏡枠22の被写体側の端部に固定されており、外側部は上側筐体11に固定されている。板バネ24の内側部は鏡枠22の撮像素子側の端部に固定されており、外側部は下側筐体12に固定されている。
The
コイル33に通電されていない状態では、鏡枠22は、この付勢力により下側筐体12に当接して停止した状態となる。コイル33に通電がなされると、電磁力により鏡枠22は、光軸方向の被写体側に移動する。
When the
図9は、図8に示す従来のカメラモジュールのレンズ駆動時の鏡枠の挙動を示す図である。同図(a)はコイルへの通電の状態を示す図であり、同図(b)はコイルに通電した際の鏡枠の挙動を示す模式図である。 FIG. 9 is a diagram showing the behavior of the lens frame when the lens of the conventional camera module shown in FIG. 8 is driven. The figure (a) is a figure which shows the state of electricity supply to a coil, and the figure (b) is a schematic diagram which shows the behavior of the lens frame at the time of supplying electricity to a coil.
同図(a)に示すように、コイルに所定の電流量が通電されると、鏡枠は光軸方向への移動を開始するが、慣性及びバネによる保持のため同図(b)に示すように振動し、目標位置で停止するまでに多くの時間を要する。撮影は、鏡枠即ち撮像光学系が目標位置の所定範囲内となるように安定した状態で行う必要があり、撮影者がレリーズ釦に相当する釦の操作をおこなってから、実際に露光が行われるまでに大きなタイムラグを生じることになる。このため、動体等の撮影では撮影チャンスを逃し、思い通りの画像が得られなかったりすることになる。 As shown in FIG. 6A, when a predetermined amount of current is applied to the coil, the lens frame starts moving in the optical axis direction, but is shown in FIG. It takes a lot of time to vibrate and stop at the target position. Shooting must be performed in a stable state so that the lens frame, that is, the imaging optical system is within a predetermined range of the target position. After the photographer operates the button corresponding to the release button, exposure is actually performed. It will cause a big time lag before it is released. For this reason, when shooting a moving object or the like, a shooting opportunity is missed, and a desired image cannot be obtained.
本発明は、上記問題に鑑み、コイルに通電してから所定の位置で鏡枠が安定するまでの時間を短縮でき、これにより、撮影チャンスを逃すことのないカメラモジュールを得て、使用感に優れた携帯端末を得ることを目的とするものである。 In view of the above problems, the present invention can shorten the time from when the coil is energized until the lens frame stabilizes at a predetermined position, thereby obtaining a camera module that does not miss a shooting opportunity, The object is to obtain an excellent portable terminal.
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。 The above object is achieved by the invention described below.
1) 被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、コイル及びマグネットを有しコイルに通電して生じる電磁力により前記撮像光学系の光軸方向に前記鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、前記鏡枠の前記撮像光学系の光軸方向前方と後方の2箇所に取り付けられた板状のバネ部材とを有するカメラモジュールにおいて、前記鏡枠の2箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方は、複数のバネ部材で構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 1) A lens frame that holds an imaging optical system that guides subject light, and a lens driving unit that has a coil and a magnet and moves the lens frame in the optical axis direction of the imaging optical system by electromagnetic force generated by energizing the coil. A camera module having plate-like spring members attached at two positions in the optical axis direction of the imaging optical system of the lens frame, and at least one of the spring members attached at two positions of the lens frame. Is a camera module comprising a plurality of spring members.
2) 前記複数のバネ部材は、同じ材料で形成されていることを特徴とする1)に記載のカメラモジュール。 2) The camera module according to 1), wherein the plurality of spring members are formed of the same material.
3) 前記複数のバネ部材は、異なる材料で形成されていることを特徴とする1)に記載のカメラモジュール。 3) The camera module according to 1), wherein the plurality of spring members are formed of different materials.
4) 1)〜3)のいずれかに記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする携帯端末。 4) A mobile terminal comprising the camera module according to any one of 1) to 3).
即ち、本願発明は、鏡枠移動時の過渡的な振動は、鏡枠の前後に取り付けられるバネの少なくとも一方を複数枚のバネ部材で構成するとダンピング効果を有することを見出し、なされた発明である。板バネを重ねて組み付けることで、鏡枠の移動時にバネ相互が擦れ合うことになり、この擦れる際の摩擦力がダンパーとして働くと推察される。 That is, the invention of the present application has been made based on the finding that the transitional vibration during the movement of the lens frame has a damping effect when at least one of the springs attached to the front and rear of the lens frame is composed of a plurality of spring members. . When the leaf springs are stacked and assembled, the springs rub against each other when the lens frame moves, and it is assumed that the frictional force at the time of rubbing acts as a damper.
本発明によれば、コイルに通電してから所定の位置で鏡枠が安定するまでの時間を短縮でき、これにより、撮影チャンスを逃すことのないカメラモジュールを得ることができ、使用感に優れた携帯端末を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to shorten the time from when the coil is energized to when the lens frame is stabilized at a predetermined position, thereby obtaining a camera module that does not miss a shooting opportunity, and excellent in usability. A portable terminal can be obtained.
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments, but the present invention is not limited thereto.
図1は、本実施の形態に係るカメラモジュール50の一例を示す断面図である。図2は、図1に示すカメラモジュール50の分解斜視図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a
図1及び図2に示すように、撮像光学系10を保持する鏡枠22の外側には、コイル33が円環状に巻き回されており、このコイル33に対向してマグネット32が配置されている。マグネット32は、断面がコの字状のヨーク31に保持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
鏡枠22は、光軸O方向に移動可能となされ、鏡枠22の被写体側には、2枚の板バネ23A及び23Bが重ねて配置され、撮像素子側には1枚の板バネ24が配置されて鏡枠22を保持すると共に、鏡枠22を撮像素子側に付勢している。
The
板バネ23Aの内側部23Auは鏡枠22の被写体側の端部に固着されている。また、板バネ23A、23Bの外側部23As、23Bsは上側筐体11に固着されている。板バネ24の内側部24uは鏡枠22の撮像素子側の端部に固着されており、外側部24sは下側筐体12に固着されている。なお、不図示であるが下側筐体12には、撮像素子を実装した基板が組み付けられる。
The inner portion 23Au of the
コイル33に通電されていない状態では、鏡枠22は、板バネの付勢力により下側筐体12に当接して停止した状態となる。コイル33に通電がなされると、電磁力により鏡枠22は、光軸方向の被写体側に移動可能になっている。
When the
図3は、本実施の形態に係るカメラモジュール50の他の例を示す断面図である。同図に示すカメラモジュールについては、図1に示したものと異なる部分についてのみ説明する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the
同図に示すカメラモジュール50の鏡枠22は、鏡枠22の撮像素子側に2枚の板バネ24A及び24Bが重ねて配置され、被写体側には1枚の板バネ23が配置されて鏡枠22を保持すると共に、鏡枠22を撮像素子側に付勢している。板バネ24A、24Bの内側部は鏡枠22の撮像素子側の端部に固着されており、外側部は下側筐体12に固着されている。板バネ23の内側部は鏡枠22の被写体側の端部に固着されており、外側部は上側筐体11に固着されている。なお、不図示であるが下側筐体12には、撮像素子を実装した基板が組み付けられる。
The
図1に示すカメラモジュールは、鏡枠22の被写体側に複数の板バネを取り付けたものであり、図3に示すカメラモジュールは、鏡枠22の撮像素子側に複数の板バネを取り付けたものである。なお、これらに限らず、鏡枠22の被写体側及び撮像素子側の双方に複数の板バネを取り付けたものであってもよい。
The camera module shown in FIG. 1 has a plurality of leaf springs attached to the subject side of the
このように、鏡枠の撮像光学系の光軸方向前方と後方の2箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方を、複数のバネ部材で構成することで、コイルに通電してから所定の移動後の位置で鏡枠が安定するまでの時間を、従来のカメラモジュールよりも大幅に短縮することが可能となる。 As described above, at least one of the spring members attached to the front and rear in the optical axis direction of the imaging optical system of the lens frame is constituted by a plurality of spring members, so that a predetermined movement is performed after the coil is energized. The time until the lens frame is stabilized at a later position can be significantly reduced as compared with the conventional camera module.
これは、板バネを重ねて組み付けることで、鏡枠の移動時にはバネ相互が擦れ合うことになり、この擦れる際の摩擦力がダンパーとして働くと推察される。 This is presumed that the leaf springs rub against each other when the lens frame is moved by overlapping the leaf springs, and the frictional force at the time of rubbing acts as a damper.
図4は、本実施の形態に係るカメラモジュール50を備えた携帯端末の一例である携帯電話機100の外観図である。
FIG. 4 is an external view of a
同図に示す携帯電話機100は、表示画面D1及びD2を備えたケースとしての上筐体71と、入力部である操作ボタン60を備えた下筐体72とがヒンジ73を介して連結されている。カメラモジュール50は、上筐体71内の表示画面D2の下方に内蔵されており、カメラモジュール50が上筐体71の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。
In the
なお、このカメラモジュールの位置は上筐体71内の表示画面D2の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。
Note that the position of the camera module may be disposed above or on the side of the display screen D2 in the
図5は、携帯電話機100の制御ブロック図である。
FIG. 5 is a control block diagram of the
同図に示すように、カメラモジュール50は、携帯電話機100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101へ出力する。
As shown in the figure, the
一方、携帯電話機100は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部(CPU)101と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン60と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面D1、D2と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部80と、携帯電話機100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)91と、制御部101により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、カメラモジュール50による画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部(RAM)92を備えている。
On the other hand, the
また、カメラモジュール50から入力された画像信号は、携帯電話機100の制御部101により、不揮発性記憶部(フラッシュメモリ)93に記憶されたり、或いは表示画面D1、D2に表示されたり、更には、無線通信部80を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。
Further, the image signal input from the
本実施の形態に係るカメラモジュールと、従来のカメラモジュールについて、コイルに通電してから移動後の位置(所定の目標位置)で鏡枠が安定するまでの時間を測定した。 For the camera module according to the present embodiment and the conventional camera module, the time from when the coil was energized until the lens frame was stabilized at the position after movement (predetermined target position) was measured.
実験は、比較例として従来のカメラモジュール1種、本発明に係る実施例6種の計7種について行った。 The experiment was conducted on a total of seven types, one type of conventional camera module and six types of examples according to the present invention as comparative examples.
以下、実験条件について説明する。 Hereinafter, experimental conditions will be described.
(バネの枚数及び材料)
比較例及び実施例1〜6に用いたバネの枚数及び材料は以下の(表1)に示す組み合わせである。
(Number of springs and materials)
The number of springs and materials used in the comparative examples and Examples 1 to 6 are combinations shown in the following (Table 1).
なお、(表1)のベリリウム銅はC1720、リン青銅はC5210、ステンレスはSUS304、樹脂シートはポリエステルフィルムをそれぞれ使用した。 In Table 1, beryllium copper was C1720, phosphor bronze was C5210, stainless steel was SUS304, and resin sheets were polyester films.
図6は、使用したバネ形状を示す平面図である。同図(a)は鏡枠の被写体側に配置した金属製の板バネの形状を示し、同図(b)は鏡枠の撮像素子側に配置した金属製の板バネの形状を示すものであり、同図(c)は樹脂シートの形状を示している。 FIG. 6 is a plan view showing the spring shape used. FIG. 4A shows the shape of a metal leaf spring arranged on the subject side of the lens frame, and FIG. 4B shows the shape of a metal leaf spring arranged on the image sensor side of the lens frame. Yes, FIG. 3C shows the shape of the resin sheet.
また、可動部の質量、すなわち鏡枠及び撮像光学系の質量は0.23gであった。 The mass of the movable part, that is, the mass of the lens frame and the imaging optical system was 0.23 g.
(測定条件)
コイルに通電してから、鏡枠が移動し安定するまでの時間は、移動ストローク(0.08mm)に対し、振動振幅が移動ストロークの±20%以下(±0.016mm)になるまでの時間とした。
(Measurement condition)
The time from when the coil is energized until the lens frame moves and stabilizes is the time until the vibration amplitude becomes ± 20% or less (± 0.016 mm) of the movement stroke with respect to the movement stroke (0.08 mm). It was.
図7は、上述の安定するまでの時間の測定条件を示す図である。同図に示すように、目標位置までの移動ストロークをLとすると、振幅が±0.2L以下となるまでの時間を安定するまでの時間として測定した。 FIG. 7 is a diagram showing the measurement conditions for the time until the above stabilization. As shown in the figure, when the movement stroke to the target position is L, the time until the amplitude becomes ± 0.2 L or less was measured as the time until stabilization.
(表2)に、比較例及び実施例1〜6のそれぞれの、コイルに通電してから安定するまでの時間の測定値を示す。 (Table 2) shows the measured values of the time from when the coil is energized until it becomes stable in each of the comparative example and Examples 1 to 6.
(表2)に示すように、鏡枠の前後に1枚づつ板バネを配置した比較例と比べ、前後のいずれか一方が2枚のバネ部材で構成した実施例1、2、3、5、6及び、双方に2枚づつのバネ部材で構成した実施例4のいずれもが、比較例に比べ、安定するまでの時間を大幅に短縮できることがわかる。 As shown in Table 2, Examples 1, 2, 3, 5 in which either one of the front and rear is constituted by two spring members as compared with the comparative example in which one leaf spring is arranged before and after the lens frame. , 6 and Example 4 constituted by two spring members on both sides, it can be seen that the time until stabilization is significantly shortened compared to the comparative example.
即ち、鏡枠の2箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方を、複数のバネ部材で構成することで、鏡枠移動時の過渡的な振動を抑えることができ、所定の位置で安定するまでの時間を短縮することが可能となる。 That is, by configuring at least one of the spring members attached to the two positions of the lens frame with a plurality of spring members, it is possible to suppress transient vibration during the movement of the lens frame and until it is stable at a predetermined position. It becomes possible to shorten the time.
10 撮像光学系
11 上側筐体
12 下側筐体
22 鏡枠
23、23A、23B、24、24A、24B 板バネ
31 ヨーク
32 マグネット
33 コイル
50 カメラモジュール
100 携帯電話機
O 光軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記鏡枠の2箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方は、複数のバネ部材で構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 A lens frame that holds an imaging optical system that guides subject light; a lens driving unit that has a coil and a magnet and moves the lens frame in the optical axis direction of the imaging optical system by electromagnetic force generated by energizing the coil; In a camera module having plate-like spring members attached at two locations on the front and back in the optical axis direction of the imaging optical system of the lens frame,
At least one of the spring members attached to two positions of the lens frame is composed of a plurality of spring members.
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