JP2010164892A - Autofocus camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話機や携帯端末機などに用いられ、ネジ構造を使用せずにフォーカス調整ができ、且つフォーカス起動時におけるレンズユニット基点位置の設定が容易なオートフォーカスカメラモジュールに関する。 The present invention relates to an autofocus camera module that is used in a mobile phone, a mobile terminal, and the like, can perform focus adjustment without using a screw structure, and can easily set a lens unit base point position when focus is activated.
従来のオートフォーカス(以下AFと記す)カメラモジュールのアクチュエータとして、ボイスコイルモータによるものや、圧電素子によるものが開発されている。 As actuators for conventional autofocus (hereinafter referred to as AF) camera modules, those using a voice coil motor and those using a piezoelectric element have been developed.
ボイスコイルモータによるものはレンズバレル内にレンズを固定したレンズユニットを、非磁性体であるコイルボビンの中心部分に固定し、コイルボビンに駆動コイルを巻回し、該駆動コイルの外側に永久磁石を間隔を隔てて設置するとともに永久磁石を支持させた磁性体からなるヨークを駆動コイルの内周側に挿入し、駆動コイルに通電する発生する磁界と永久磁石との反発力と、コイルボビンを支持している板バネとのバランスさせるようになっている。このため、レンズユニットはコイルボビンとともに、駆動コイルへ供給する電流量に応じて光軸方向の変移がなされるようになっている(例えば特許文献1)。 In the case of a voice coil motor, a lens unit in which a lens is fixed in a lens barrel is fixed to a central portion of a coil bobbin that is a non-magnetic material, a drive coil is wound around the coil bobbin, and a permanent magnet is spaced outside the drive coil. A yoke made of a magnetic material that is spaced apart and supports a permanent magnet is inserted on the inner peripheral side of the drive coil to support the repulsive force between the generated magnetic field and the permanent magnet that is energized to the drive coil, and the coil bobbin. It is designed to balance with the leaf spring. For this reason, the lens unit is changed along with the coil bobbin in the optical axis direction in accordance with the amount of current supplied to the drive coil (for example, Patent Document 1).
また、圧電素子によるものは、図7に示すように、圧電素子10に固定した駆動軸11に対し、所定の摩擦力によって接触させた移動体12をレンズユニット13に一体化させておき、圧電素子10に対する駆動電圧をゆっくり昇圧させることによって該圧電素子10をゆっくり伸張させ、これによって駆動軸11に接触している移動体12を駆動軸11とともに移動させ、しかる後駆動電圧を急激に降圧させて圧電素子10を急激に縮めることにより移動体12を残して駆動軸11を元の位置に戻す。この動作を繰り返すことによって移動体12を必要な長さまで変移させるものであり、また移動体12を前述とは逆の方向に変移させる場合には、駆動電圧を急激に昇圧させた後ゆっくり降下させるようにしている(例えば非特許文献1)。
上述した従来のAFカメラモジュールの内、アクチュエータにボイスコイルモータを使用したものは、レンズユニットの外側に多層状に多くの部材を設置する必要があるため、小型化が難しく、部品点数も多くコスト高でもあるという問題があった。 Of the conventional AF camera modules described above, those using a voice coil motor as the actuator require many members to be installed in multiple layers on the outside of the lens unit, making it difficult to reduce the size and increasing the number of parts. There was a problem that it was also expensive.
また、アクチュエータに圧電素子を使用したものは、圧電素子を急激に変形させてゆっくり戻すという動作を繰り返して移動体を変移させるものであるため、駆動電源側から移動体の位置を知ることができない。一般にAFカメラモジュールでは、フォーカス動作の始動時にレンズを無限大位置である基点位置に停止させ、しかる後AF動作をさせるものであるため、この基点位置にレンズユニットを移動させる動作のための、移動体の位置を検出する位置センサが必要であり、従来位置センサとしてホール素子が使用されていた。このため部品数が多くなるとともに、位置センサ取り付けのためのスペースが必要となり、その分小型化ができないという問題があった。 Also, actuators that use piezoelectric elements are those that move the moving body by repeatedly moving the piezoelectric element abruptly and slowly returning it, so the position of the moving body cannot be known from the drive power supply side. . In general, in the AF camera module, the lens is stopped at the base point position which is an infinite position at the time of starting the focus operation, and then the AF operation is performed. Therefore, the movement for moving the lens unit to the base point position is performed. A position sensor for detecting the position of the body is required, and a Hall element has been used as a conventional position sensor. For this reason, the number of parts is increased, and a space for mounting the position sensor is required.
本発明は、このような従来の問題に鑑み、AFカメラモジュールをより小型化するとともにコストを削減することを目的としてなされたものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and aims to further reduce the size and cost of an AF camera module.
上述した従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、撮像素子が設置された基板の上面に下端面が固着された台座と、円筒形のレンズバレル内にレンズを支持させたレンズユニットとを有し、該台座に備えた内周面が円筒形のシリンダー部内に前記レンズユニットをその光軸方向にのみ移動可能に収容し、レンズユニットをアクチュエータにより前記光軸方向に変移させるようにしてなるAFカメラモジュールにおいて、
前記シリンダー部の内底部には中央に撮像光が透過する透光窓孔が形成された内向きフランジ状の底板部を有し、該底板部の上面に前記シリンダー部の円筒内面に沿った螺旋状の上向き螺旋傾斜面が形成され、前記レンズユニットの下端面の周縁部には、前記底板部上面の上向き螺旋傾斜面と同ピッチの下向き螺旋傾斜面を備え、前記レンズユニットの外周面には、前記光軸方向に向けた多数のガイド溝を円周方向に並べて備えるとともに前記シリンダーの内面には前記光軸方向に向けたキー溝を備え、前記シリンダー部内でレンズユニットの下端の下向き螺旋傾斜面を前記底板上面の上向き螺旋傾斜面に当接させた状態での該シリンダーとレンズユニットの円周方向の相対角度によって、レンズユニットの基点位置が設定され、該基点位置にある状態において前記キー溝と、該キー溝に最も近い前記ガイド溝内に、レンズユニットを前記光軸方向にのみ移動可能にガイドさせるガイドキーを挿入したことにある。
The feature of the invention described in claim 1 for solving the above-mentioned conventional problems and achieving the intended object is that a pedestal having a lower end surface fixed to an upper surface of a substrate on which an image sensor is installed, and a cylindrical shape A lens unit that supports the lens in the lens barrel, and an inner peripheral surface provided on the base accommodates the lens unit in a cylindrical cylinder portion so as to be movable only in the optical axis direction. In an AF camera module that is adapted to shift in the optical axis direction by an actuator,
The inner bottom portion of the cylinder portion has an inward flange-shaped bottom plate portion formed with a transparent window hole through which imaging light is transmitted at the center, and a spiral along the cylindrical inner surface of the cylinder portion on the upper surface of the bottom plate portion. An upward spiral inclined surface is formed, and a peripheral portion of the lower end surface of the lens unit is provided with a downward spiral inclined surface having the same pitch as the upward spiral inclined surface of the upper surface of the bottom plate portion, and the outer peripheral surface of the lens unit A plurality of guide grooves directed in the optical axis direction arranged side by side in the circumferential direction, and an inner surface of the cylinder has a key groove directed in the optical axis direction, and a downward spiral inclination of the lower end of the lens unit in the cylinder portion The base position of the lens unit is set by the relative angle in the circumferential direction of the cylinder and the lens unit in a state where the surface is in contact with the upward spiral inclined surface of the top surface of the bottom plate. It said keyway in one state, the nearest the guide groove in the keyway, is a lens unit in inserting the guide key to movably guide only in the optical axis direction.
請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記基点位置は、撮像素子に対してレンズユニットが無限大となる位置であることにある。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the base point position is a position where the lens unit is infinite with respect to the image sensor.
上述の如く、本発明に係るAFカメラモジュールは、シリンダー部の底板部の上面に該シリンダー部の円筒内面に沿った螺旋状の上向き螺旋傾斜面を備えるとともに、レンズユニットの下端面の周縁部には、前記底板部上面の上向き螺旋傾斜面と同ピッチの下向き螺旋傾斜面を備え、レンズユニットの外周面には、その光軸方向に向けた多数のガイド溝を円周方向に並べて備えるとともに前記シリンダーの内面には前記光軸方向に向けたキー溝を備え、シリンダー部内でレンズユニットの下端の下向き螺旋傾斜面を前記底板上面の上向き螺旋傾斜面に当接させた状態での該シリンダーとレンズユニットの円周方向の相対角度によって、レンズユニットの基点位置が設定され、その位置で前記キー溝と、該キー溝に最も近い前記ガイド溝内に、レンズユニットを前記光軸方向にのみ移動可能にガイドさせるガイドキーを挿入したことにより、レンズユニットをシリンダー部内の底板部側に移動させる動作によってAF動作初期時にレンズユニットを基点位置に位置させることができることとなり、従来のようにレンズユニット位置検出用の位置センサが不要となり、小型化に寄与するとともに部品点数を少なくでき、コストが削減される。 As described above, the AF camera module according to the present invention includes a spiral upward spiral inclined surface along the cylindrical inner surface of the cylinder portion on the upper surface of the bottom plate portion of the cylinder portion, and at the peripheral edge portion of the lower end surface of the lens unit. Is provided with a downward spiral inclined surface having the same pitch as the upward spiral inclined surface of the upper surface of the bottom plate portion, and on the outer peripheral surface of the lens unit, a large number of guide grooves directed in the optical axis direction are arranged in the circumferential direction and The inner surface of the cylinder has a keyway directed in the optical axis direction, and the cylinder and the lens in a state where the downward spiral inclined surface of the lower end of the lens unit is in contact with the upward spiral inclined surface of the upper surface of the bottom plate in the cylinder portion. The base point position of the lens unit is set by the relative angle in the circumferential direction of the unit. At the position, the key groove and the guide groove closest to the key groove are By inserting a guide key that guides the lens unit so as to be movable only in the optical axis direction, the lens unit can be positioned at the base point at the initial stage of the AF operation by moving the lens unit toward the bottom plate in the cylinder unit. This eliminates the need for a position sensor for detecting the lens unit position as in the prior art, contributing to downsizing, reducing the number of parts, and reducing costs.
次に、本発明に係るAFカメラモジュールを実施するための最良の形態を、図1〜図7に示す実施例を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係るカメラモジュールを示しており、図において符号20は台座である。この台座20は、四角リング状をした基台部21と、その上に連続した配置に円筒状の内面を有するシリンダー部22とが一体に形成されている。台座20は、その基台部21の下端面が接着剤によって回路基板(以下単に基板と記す)30に固定されている。基板30の上面には、撮像素子31が固定されている。
Next, the best mode for carrying out the AF camera module according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 shows a camera module according to the present invention. In the figure,
シリンダー部22の内底部には内向きフランジ状の底板部23が形成され、該底板部23の中央部分に透光用窓孔24が開口されている。この底板部23の上側のシリンダー部22内に、レンズユニット40が収容されている。このレンズユニット40は円筒状をしたレンズバレル41内にレンズ42が組み込まれており、このレンズユニット40を光軸方向に変移させることによって撮像素子31との間隔を調整するフォーカス動作がなされるようになっている。
An inward flange-shaped
レンズバレル41の外周にはフランジ状の環状突条43が一体に形成されており、該環状突上の外周面に、レンズユニット40の光軸方向と平行な多数のガイド溝44が円周方向に一定間隔を隔てて形成されている。
A flange-shaped
一方、シリンダー部22の内周面には、その中心軸を中心にして対称な2箇所の位置にキー溝25が前記中心軸と平行に向けて形成されており、このキー溝25と前記何れかのガイド溝44とにガイドキー50が挿入されており、このガイドキー50によってレンズバレル41がシリンダー部22内において軸方向にのみ変移できるようになっている。
On the other hand, a
シリンダー部22の底板部23の上面にはシリンダー部の内周面に沿った螺旋状の上向き螺旋傾斜面27,27が形成されている。この上向き螺旋傾斜面27,27はシリンダー部内周面の半周ずつにそれぞれ対象配置に形成されており、半周にて底板部表面と同高さの最低部から最上部まで、同傾斜にて変移する形状となっている。
On the upper surface of the
一方レンズユニット40を構成しているレンズバレル41の底面には、前記上向き螺旋傾斜面27,27に対向する位置にこれと同じピッチの下向き螺旋傾斜面45,45が一体に形成されており、この下向き傾斜面45,45が前述した上向き螺旋傾斜面27,27に当接した位置が、レンズユニット40の基点位置、即ち、撮像素子31表面に無限大位置の画像が結像する無限大位置となるように設定されている。
On the other hand, on the bottom surface of the
この基点位置の設定は、シリンダー部22内にレンズユニット40を挿入し、ガイドキー50を挿入しない状態、即ちレンズバレル41がシリンダー部22内で自由に回転できるようにした状態にしておき、この状態で上向き、下向きの各螺旋傾斜面27,45を接合させ、レンズバレル41をシリンダー部22に対して相対的に回動させる。これによって両螺旋傾斜面27,45の接合位置が変移し、レンズバレル41の撮像素子31に対する距離を変移させる。このようにして螺旋傾斜面の長さであるレンズバレル半周分だけ回動させる間に、撮像素子31表面に結像する画像によって基点位置を検出する。
This base point position is set by inserting the
このようにして基点位置を検出した後、図5に示すようにシリンダー部22内周面の各キー溝25,25と、レンズバレル外周のガイド溝44の内、このキー溝25,25に最も近いガイド溝44,44とにガイドキー50を挿入し、シリンダー部22に対してレンズバレル41を回動不能な状態とする。これによって、レンズユニット40は、レンズバレル下面の下向き螺旋傾斜面45を底板部の上向き螺旋傾斜面27に当接させることによって基点位置にある状態となる。
After detecting the base point position in this way, as shown in FIG. 5, the
シリンダー部22の外面にはカバー部材55が嵌めつけられている。このカバー部材55は、レンズユニット40のAF動作に必要な軸方向の移動を可能とした状態でレンズユニット40をシリンダー部22から抜け止めするものであり、天板部56にレンズユニット先端部が軸方向に出入可能な窓孔57が形成され、裾部に所謂パッチン止めの為の係止孔58が形成されている。
A
そして、カバー部材55をシリンダー部22の先端側からその海面に被せることによって係止孔58にシリンダー部外周に突設した係止突起28が嵌り合って外れ止めされるようになっている。この状態でカバー部材天板部56の下面がシリンダー部22の頂面に当接してガイドキー50が抜け止めされ、ピン窓孔57の内周縁下面にレンズバレル外周の環状突条34の上面が当接することによってレンズユニット40が抜け止めされるようになっている。
Then, by covering the
シリンダー部22の側面には、AF動作用のための窓孔60が形成されており、レンズバレル41に固定した操作腕61が窓孔60を通して外側に突出しており、この操作腕61を圧電素子を使用したアクチュエータ62によって操作させることによってレンズユニット40を軸方向に変移させてAF動作をさせるようになっている。
A
このアクチュエータ62によって、AF動作の初期時に、レンズユニット40をシリンダ部22の際奥部まで押し込ませることによって、互いに対向している上向き下向きの螺旋傾斜面の相対角度によって設定されている基点位置、即ち無限大位置に自動的に戻され、この位置からAF動作をさせることができ、アクチュエータとして従来の圧電素子を使用したものの場合であっても、レンズユニットの位置を検出するための位置センサを使用することなくAF動作を開始させることができる。
By this
20 台座
21 基台部
22 シリンダー部
23 底板部
24 透光用窓孔
25 キー溝
26 ピン嵌合孔
27 上向き螺旋傾斜面
28 係止突起
30 基板
31 撮像素子
40 レンズユニット
41 レンズバレル
42 レンズ
43 環状突条
44 ガイド溝
45 下向き螺旋傾斜面
50 ガイドキー
51 ピン
55 カバー部材
56 天板部
57 窓孔
58 係止孔
60 窓孔
61 操作腕
62 アクチュエータ
20
Claims (2)
前記シリンダー部の内底部には中央に撮像光が透過する透光窓孔が形成された内向きフランジ状の底板部を有し、該底板部の上面に前記シリンダー部の円筒内面に沿った螺旋状の上向き螺旋傾斜面が形成され、
前記レンズユニットの下端面の周縁部には、前記底板部上面の上向き螺旋傾斜面と同ピッチの下向き螺旋傾斜面を備え、
前記レンズユニットの外周面には、前記光軸方向に向けた多数のガイド溝を円周方向に並べて備えるとともに前記シリンダーの内面には前記光軸方向に向けたキー溝を備え、
前記シリンダー部内でレンズユニットの下端の下向き螺旋傾斜面を前記底板上面の上向き螺旋傾斜面に当接させた状態での該シリンダーとレンズユニットの円周方向の相対角度によって、レンズユニットの基点位置が設定され、
該基点位置にある状態において前記キー溝と、該キー溝に最も近い前記ガイド溝内に、レンズユニットを前記光軸方向にのみ移動可能にガイドさせるガイドキーを挿入したことを特徴としてなるオートフォーカスカメラモジュール。 A pedestal having a bottom surface fixed to the upper surface of the substrate on which the image sensor is installed; and a lens unit that supports a lens in a cylindrical lens barrel; and an inner peripheral surface provided on the pedestal is cylindrical. In the autofocus camera module, the lens unit is accommodated in the cylinder part so as to be movable only in the optical axis direction, and the lens unit is moved in the optical axis direction by an actuator.
The inner bottom portion of the cylinder portion has an inward flange-shaped bottom plate portion formed with a transparent window hole through which imaging light is transmitted at the center, and a spiral along the cylindrical inner surface of the cylinder portion on the upper surface of the bottom plate portion. An upward spiral inclined surface is formed,
The peripheral edge of the lower end surface of the lens unit includes a downward spiral inclined surface having the same pitch as the upward spiral inclined surface of the upper surface of the bottom plate portion,
On the outer peripheral surface of the lens unit, a large number of guide grooves directed in the optical axis direction are arranged side by side in the circumferential direction, and on the inner surface of the cylinder, a key groove directed in the optical axis direction is provided.
The base position of the lens unit is determined by the relative angle in the circumferential direction of the cylinder and the lens unit in a state where the downward spiral inclined surface of the lower end of the lens unit is in contact with the upward spiral inclined surface of the upper surface of the bottom plate in the cylinder portion. Set,
An auto-focus characterized by inserting a guide key for guiding the lens unit so as to be movable only in the optical axis direction in the key groove and the guide groove closest to the key groove in the state of the base point. The camera module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009008881A JP2010164892A (en) | 2009-01-19 | 2009-01-19 | Autofocus camera module |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7439707B2 (en) | 2020-09-11 | 2024-02-28 | Tdk株式会社 | optical drive device |
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2009
- 2009-01-19 JP JP2009008881A patent/JP2010164892A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7439707B2 (en) | 2020-09-11 | 2024-02-28 | Tdk株式会社 | optical drive device |
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