JP2010026052A - カメラモジュール及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】付勢部材の付勢力が不均一であったり、付勢力が個体差を有していても、片ボケの発生が無く、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を保つことが可能なカメラモジュールを得て、良好な撮影画像の得られる携帯端末を得る。
【解決手段】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撮像光学系及び鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、鏡枠を撮像光学系の光軸方向に付勢する付勢部材と、を有するカメラモジュールにおいて、撮像素子が一体的に組み付けられると共に、コイルに通電しないときの鏡枠の撮像素子側の面に当接する突起部が形成され、該突起部により鏡枠の傾き及び光軸方向の位置を変更可能な調整部材を有するカメラモジュールとする。
【選択図】図１

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。

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光学系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。

このようなカメラモジュールとして、レンズ駆動部をコイル及びマグネットで構成し、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、コイルに通電していない状態では、鏡枠をバネ部材の付勢力でベース部材に押圧するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２８３９２号公報

上述のように、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。

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。

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、断面がコの字状のヨーク３１に保持されている。

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１３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１３の方向に付勢している。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１３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。撮像素子１３は、基板１４に実装された状態で下側筐体１２に固定されている。

コイル３３に通電されていない状態では、鏡枠２２は、この板バネ２３、２４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Ｏ方向の被写体側に移動する。なお、Ｂは接着剤である。

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問題点を示す模式図である。同図は、下側筐体１２、撮像光学系１０、鏡枠２２、板バネ２３、２４、撮像素子１３及び基板１４を抜き出して示したものである。同図（ａ）は無通電のときの鏡枠２２の状態を示し、同図（ｂ）はコイルへ通電した際の鏡枠２２の状態を示している。

同図（ａ）に示すように無通電状態では、板バネ２３、２４の付勢力により鏡枠２２は下側筐体１２に押圧され、撮像光学系１０の光軸Ｏと撮像素子１３の撮像面は略直交している。

同図（ａ）に示す状態から、コイル３３に通電し、発生する電磁力により鏡枠２２を被写体方向に移動させたとき、板バネ２３、２４の付勢力の均等性が保たれていないと、鏡枠２２が同図（ｂ）に示すように傾いてしまう。この傾きによって、保持されている撮像光学系１０はチルトし、撮影画像が片ボケを伴った画像となってしまう問題がある。

図１０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他の問題点を示す模式図である。同図も、下側筐体１２、撮像光学系１０、鏡枠２２、板バネ２３、２４、撮像素子１３及び基板１４を抜き出して示したものである。同図（ａ）は無通電のときの鏡枠２２の状態を示し、同図（ｂ）はコイルへ通電した際の鏡枠２２の状態を示している。

同図（ａ）に示す状態から、コイル３３に予め決められた所定の電流量を通電し、発生する電磁力により鏡枠２２を被写体方向に移動させたとき、板バネ２３、２４の付勢力の和がカメラモジュール間で個体差ばらつきを有していると、鏡枠２２の停止位置が一定せず、個体ごとに停止位置が破線で示す位置や、２点鎖線で示す位置で停止することになり、異なることになる。この所定の電流値を通電した際の停止位置のばらつきが大きいと、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を規定することができなくなり、レンズ停止位置制御が困難となる。

本発明は上記問題に鑑み、付勢部材の付勢力が不均一であったり、付勢力が個体差を有していても、片ボケの発生が無く、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を保つことが可能なカメラモジュールを得て、該カメラモジュールを備えることで良好な撮影画像の得られる携帯端末を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

（１）被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、コイル及びマグネットを有し前記コイルに通電して生じる電磁力により前記撮像光学系及び前記鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、前記鏡枠を前記撮像光学系の光軸方向に付勢する付勢部材と、を有するカメラモジュールにおいて、前記撮像素子が一体的に組み付けられると共に、前記コイルに通電しないときの前記鏡枠の撮像素子側の面に当接する突起部が形成され、該突起部により前記鏡枠の傾き及び光軸方向の位置を変更可能な調整部材を有することを特徴とするカメラモジュール。

（２）前記調整部材は、前記コイルに通電しないときの前記鏡枠の傾きを、前記コイルに通電したときの前記鏡枠の傾きと一致させるように調整するものであることを特徴とする（１）に記載のカメラモジュール。

（３）前記調整部材は、前記コイルに所定の電流値の電流が流されたときの前記鏡枠の移動量が所定の範囲内となるよう、前記鏡枠の光軸方向の位置を調整するものであることを特徴とする（１）に記載のカメラモジュール。

（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。

本発明によれば、付勢部材の付勢力が不均一であったり、付勢力が個体差を有していても、片ボケの発生が無く、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を保つことが可能なカメラモジュールを得ることができ、該カメラモジュールを備えることで良好な撮影画像の得られる携帯端末を得ることが可能となる。

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。

図１は、本実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面図である。

図１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、断面がコの字状のヨーク３１に保持されている。

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１３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１３の方向に付勢している。これにより、コイル３３に通電することで、コイル３３とマグネット３２の間に生じる電磁力により、板バネ２３、２４の付勢力に抗して鏡枠２２を被写体側に移動させることができる。

図２は、付勢部材であり、鏡枠２２を保持する保持部材でもある板バネ２３、２４の一例を示す斜視図である。

図２に示すように、板バネ２３及び２４は、それぞれ環状の内側部２３ｎ、２４ｎと環状の外側部２３ｓ、２４ｓと、環状の内側部と環状の外側部を繋ぐ腕部２３ｕ、２４ｕで形成されている。なお、板バネ２３、２４は、それぞれ内側部と外側部と、内側部と外側部を繋ぐ腕部と、を有していれば、寸法、形状等が異なっていてもよい。

図１に戻り、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１３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。

図３は、図１に示すカメラモジュールの鏡枠２２、下側筐体１２、調整部材２５及び基板１４を抜き出した分解斜視図である。図３においては、上側筐体１１、ヨーク３１、マグネット３２、板バネ２３、２４は省略してある。

図３に示すように、下側筐体１２には、穴部１２ａが３箇所に形成されている。この穴部１２ａに対応して形成された、調整部材２５の突起部２５ｔは、この穴部１２ａを貫通し、鏡枠２２の撮像素子側の面に当接している。すなわち、この調整部材２５の突起部２５ｔで、鏡枠２２にかかる板バネ２３、２４による付勢力を受けるようになっている。

調整部材２５には、基板１４及び基板１４に実装された撮像素子１３が一体的に固定される。

図４は、本実施の形態に係るカメラモジュールの調整部材２５による調整を説明する断面模式図である。図４では、撮像光学系１０、鏡枠２２、下側筐体１２、調整部材２５撮像素子１２及び基板１４を抜き出して示している。

調整部材２５による調整の前に、コイルに所定の電流値を通電し、発生する電磁力により鏡枠２２を被写体方向に移動させ、鏡枠２２の傾き方向と傾き量及び移動量を測定しておく。すなわち、コイルに所定の電流値を通電したときの撮像光学系１０のチルトの方向と量及び移動量を測定しておく。

次いで、図４に示すように、コイルへの通電を断ち、板バネ２３、２４による付勢力で鏡枠２２を調整部材２５の突起部２５ｔに再度当接させた後、調整部材２５を傾ける（図示矢印Ａ）。このときの傾ける量と傾ける方向は、予め測定した、コイルに通電したときの鏡枠２２の傾き方向及び傾き量と一致させるように調整する。すなわち、調整部材２５により、無通電のときとコイルに通電して鏡枠２２が移動したときの、鏡枠２２の傾き方向及び傾き量を略同じの状態にするということである。

撮像素子１３は調整部材２５に一体的に固定されているため、この調整により、鏡枠２２が突起部２５ｔに当接しているときも、コイルに通電して被写体方向に移動しているときも、撮像素子１３の撮像面に対して、撮像光学系１０のチルトを無くすることができる。

換言すると、コイルに通電されて被写体方向に移動しているときの鏡枠２２の傾き方向と傾き量と、無通電時の鏡枠２２の傾き方向と傾き量と、撮像素子１３の傾き方向と傾き量を略一致させることで、撮像素子１３に対する撮像光学系１０のチルトの発生をなくすということである。

これにより、バネ部材の付勢力が不均一であっても、片ボケの発生の無いカメラモジュールとすることができる。

次いで、調整部材２５を上記の傾き量及び傾き方向を維持したままに、撮像光学系１０の光軸Ｏ方向（図示矢印Ｂ方向）に移動させる。このときの調整部材２５の移動量は、予め測定した、コイルに所定の電流値を通電した際の鏡枠２２の移動量から、所定の移動量を差し引いた量である。

この調整について、より具体的に説明する。

例えば、１００ｍＡの電流をコイルに通電したときに撮像光学系を０．３ｍｍ移動させるよう調整する場合を例にとり説明する。

予め測定した鏡枠２２の移動量が、１００ｍＡ通電した際に０．４ｍｍ移動するカメラモジュールに対しては、無通電時の鏡枠２２を０．１ｍｍだけ被写体方向に移動させた位置に調整する。一方、１００ｍＡ通電した際に鏡枠２２が０．２５ｍｍしか移動しない個体に対しては、無通電時の鏡枠２２を０．０５ｍｍだけ被写体方向と逆方向に移動させた位置に調整する。

この調整により、コイルに所定の電流値の電流が流されたときの鏡枠２２の移動量を所望の値となるようにすることができる。

これにより、バネ部材の付勢力が個体差を有していても、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を保つことが可能となる。

上記の２つの調整を行った後、図１に示したように、調整部材２５は下側筐体１２に接着固定される。

以上説明したように、撮像素子が一体的に組み付けられ、コイルに通電しないときの鏡枠の撮像素子側の面に当接する突起部が形成された調整部材の該突起部により、鏡枠の傾き及び光軸方向の位置を調整することで鏡枠への付勢力が不均一であったり、個体差を有していても、片ボケの発生が無く、供給する電流値と合焦する被写体距離との関係を満足させたカメラモジュールを得ることが可能となる。

なお、上記の実施の形態においては、板バネを用いたカメラモジュールで説明したが、これに限るものでなく、ワイヤを用いたバネやコイルバネや、ウレタン素材等で形成されたものであってもよい。

また、鏡枠に当接する突起部を３箇所に形成した調整部材で説明したが、これに限るものでなく、鏡枠に当接する突起部が筒状に形成されたもの等であってもよい。

図５は、調整部材２５の変形例を示す分解斜視図である。図５においても、上側筐体１１、ヨーク３１、マグネット３２、板バネ２３、２４は省略してある。

図５に示す調整部材２５は、突起部２５ｔを筒状に形成したものである。この筒状の突起部２５ｔが、下側筐体１２に形成された開口部１２ｋから突出し、鏡枠２２の撮像素子１３側の面に当接する。

このような構成でも、上記と同様の調整を行うことができ、同様の効果を得ることができる。

図６は、本実施の形態に係るカメラモジュール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。

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。

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。

図７は、携帯電話機１００の制御ブロック図である。

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。

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。

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。

本実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示す断面図である。 付勢部材であり、鏡枠を保持する保持部材でもある板バネの一例を示す斜視図である。 図１に示すカメラモジュールの鏡枠、下側筐体、調整部材及び基板を抜き出した分解斜視図である。 本実施の形態に係るカメラモジュールの調整部材による調整を説明する断面模式図である。 調整部材の変形例を示す分解斜視図である。 本実施の形態に係るカメラモジュールを備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。 携帯電話機の制御ブロック図である。 従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。 図８に示す従来のカメラモジュールのレンズ駆動時の問題点を示す模式図である。 図８に示す従来のカメラモジュールのレンズ駆動時の他の問題点を示す模式図である。

符号の説明

１０ 撮像光学系
１１ 上側筐体
１２ 下側筐体
１２ａ 穴部（下側筐体）
１３ 撮像素子
１４ 基板
２２ 鏡枠
２３、２４ 板バネ
２５ 調整部材
２５ｔ 突起部（調整部材）
３１ ヨーク
３２ マグネット
３３ コイル
１００ 携帯電話機
Ｏ 光軸

Claims (4)

1. 被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、前記撮像光学系に導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、コイル及びマグネットを有し前記コイルに通電して生じる電磁力により前記撮像光学系及び前記鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、前記鏡枠を前記撮像光学系の光軸方向に付勢する付勢部材と、を有するカメラモジュールにおいて、
   前記撮像素子が一体的に組み付けられると共に、前記コイルに通電しないときの前記鏡枠の撮像素子側の面に当接する突起部が形成され、該突起部により前記鏡枠の傾き及び光軸方向の位置を変更可能な調整部材を有することを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記調整部材は、前記コイルに通電しないときの前記鏡枠の傾きを、前記コイルに通電したときの前記鏡枠の傾きと一致させるように調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記調整部材は、前記コイルに所定の電流値の電流が流されたときの前記鏡枠の移動量が所定の範囲内となるよう、前記鏡枠の光軸方向の位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
4. 請求項１〜３のいずれか一項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。

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