JP2011002729A - ガイド機構およびカメラモジュールならびに光学系の位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の小形化および設計の自由度の向上を実現する。
【解決手段】筐体１０に収容された第１光学系２０および第２光学系３０を介して、４５度直角プリズム１９に光線入射方向Ｐから入射する光を撮像素子１８に結像するカメラモジュールＭ１において、第１光学系２０の第１レンズ枠２２のガイドアーム２３に配置されたマグネット４１と、筐体１０に光軸方向に平行に設けられた案内面部１１に固定された枠形磁性体４２からなるガイド機構４０を設け、マグネット４１と枠形磁性体４２の間に作用する吸引力によって、ガイドアーム２３を案内面部１１に押圧することにより、光軸の回りの第１光学系２０の位置決めを行うとともに、ガイドアーム２３と案内面部１１の摩擦力によって、光軸方向に移動する第１光学系２０の位置保持を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガイド機構およびカメラモジュールならびに光学系の位置決め方法に関する。

たとえば、カメラ用の光学系では、複数のレンズ群を互いに独立に光軸方向に移動させることで、ズーム機能やオートフォーカス機能等に代表されるような多様な光学機能を実現することが知られている。

たとえば、特許文献１に開示されたカメラでは、光軸方向に同軸に配列された第１〜第３群レンズのうち、オートフォーカス用の第３群レンズの第３鏡枠に光軸方向に平行に設けられた一対のガイドシャフトを滑動自在に挿通した構成のレンズ鏡筒が開示されている。

そして、この特許文献１のレンズ鏡筒では、第３鏡枠の外周部に、先端部が二股に分岐した係合部を光軸に直交する方向に突設し、ガイドシャフトと平行に設けられた送りネジに螺合したナットを挟むように嵌合させ、フォーカスモータで送りネジを回転させることにより、ナットに係合した第３鏡枠（第３レンズ群）を光軸方向に変位させてオートフォーカス機能を実現する構成となっている。

また、この特許文献１のレンズ鏡筒では、ガイドシャフトの一端に圧縮バネを配置し、第３鏡枠を光軸方向の一方向に常時押圧することにより、第３レンズ群の光軸方向のがたつきを防止して、第３レンズ群の送り精度を向上させる構造となっている。
ところが、上述の従来技術のレンズ鏡筒の場合には、以下の技術的課題がある。

第１に、ガイドシャフトで滑動自在に案内される第３鏡枠のがたつき防止のためには、圧縮バネのバネ定数をある程度大きく設定する必要があり、大きなバネ定数を有するバネの押圧力に抗して第３鏡枠を移動させるためには、フォーカスモータの定格トルクを大きくする必要があり、フォーカスモータの小型化が困難となる。

第２に、圧縮バネの押圧力は、縮み量の変化に応じて変動するため、第３鏡枠（第３レンズ群）のストローク範囲で駆動推力が変化し、それに応じてフォーカスモータの駆動特性を変化させる等の煩雑な制御が必要となり、制御系の設計が複雑となる。

第３に、一対のガイドシャフトによって第３鏡枠が光軸方向に移動する構造であるため、たとえば、送りネジの側のガイドシャフトの両端を支持する軸受け部等の分だけ、全体の形状が大きくなり、小型化が困難になるとともに、第３鏡枠の光軸方向の移動範囲が制約を受け、光学系の設計の自由度が低下する。

特開２００３−２２７９９２号公報

本発明の目的は、光学系の小形化および設計の自由度の向上を実現することが可能な技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠と、
前記光学素子とともに移動する前記保持枠が接する案内面と、
前記案内面に対して前記保持枠を密着させる磁力を発生する磁力発生手段と、
を含むガイド機構を提供する。

本発明の第２の観点は、移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠と、
前記光学素子とともに移動する前記保持枠が接する案内面と、
前記案内面に対して前記保持枠を密着させる磁力を発生する磁力発生手段と、を含むガイド機構を具備したカメラモジュールを提供する。

本発明の第３の観点は、移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠を、前記光学素子の移動方向に沿って設けられた案内面に磁力を介して密着させる光学系の位置決め方法を提供する。

本発明によれば、光学系の小形化および設計の自由度の向上を実現することが可能な技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えたカメラモジュールの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態であるカメラモジュールの断面図である。 本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の斜視図である。 本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の縦断面図である。 本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の平断面図である。 本発明の他の実施の形態であるガイド機構を備えたカメラモジュールの構成の一例を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールの断面図である。 本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の斜視図である。 本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の縦断面図である。 本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の平断面図である。 本発明の各実施の形態のカメラモジュールが実装される携帯情報端末の構成例を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す平面図である。 本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す断面図である。 本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す斜視図である。

本実施の形態では、一態様として、レンズ枠に設けられた球面凸部を、レンズ枠の移動方向に沿って筐体側に設けられた案内面に点接触で当接させることで、レンズ枠の光軸の回りの上下左右方向の位置決めを行う構成の光学系のガイド機構を例示する。

この場合、マグネットの磁力によってレンズ枠の球面凸部を筐体側の案内面に所定の力で密着させることで、レンズ枠の位置保持が行われる構成とする。

本態様によれば、レンズ枠を光軸方向に案内するための主軸を廃止でき、光学系全体の小形化が可能になるとともに、主軸の支持構造によってレンズ枠の移動範囲が制約を受けることがなく、光学系の設計の自由度が向上する。

また、主軸上におけるレンズ枠の位置保持のための長大なバネを廃止できるので、バネの設置スペースの分だけ光学系を小形化できる。

また、レンズ枠の位置保持にバネではなくマグネットの磁力による摩擦力を用いるため、レンズ枠を移動させるための作動力量を、全移動範囲で常に一定にすることができ、アクチュエータの制御系の設計が簡単になるとともに、レンズ枠の移動制御の精度も向上する。

また、レンズ枠を移動させるための作動負荷を軽減できるため、小出力の小形のアクチュエータを選択でき、光学系を小形化できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
なお、以下の本実施の形態の説明では、各図において、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各方向は図示の通りとする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えたカメラモジュールの構成の一例を示す斜視図である。
図２は、本発明の一実施の形態であるカメラモジュールの断面図である。
図３は、本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の斜視図である。

図４は、本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の縦断面図である。
図５は、本発明の一実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の平断面図である。

なお、図２は、図１における線Ａ１−Ａ１の部分の断面を示している。図４は、図１における線Ａ２−Ａ２の部分の断面を示している。図５は、図２における線Ａ３−Ａ３の部分の断面を示している。

図１に例示されるように、本実施の形態のカメラモジュールＭ１は、直方体形の筐体１０の長辺方向（この場合、Ｚ方向）に対向する二つの端面の各々に、撮像素子１８および４５度直角プリズム１９が配置され、撮像素子１８と４５度直角プリズム１９を結ぶ光軸方向（Ｚ方向）に、第１光学系２０および第２光学系３０が同軸に配置された構成となっている。

本実施の形態の場合、一例として、第１光学系２０はオートフォーカス用の光学系であり、第２光学系３０はズーム光学系である。

被写体からの光は、４５度直角プリズム１９に対して、図１の下面側からＹ方向（光線入射方向Ｐ）に入射し、光路が９０度曲げられて、第２光学系３０、第１光学系２０を通過して撮像素子１８に入射する構成となっている。

第１光学系２０は、第１アクチュエータ５０によって光軸方向に駆動され、第２光学系３０は、第２アクチュエータ６０によって光軸方向に駆動される。

第１アクチュエータ５０は、第１光学系２０の側方に、光軸に対して平行に配置された送りネジ５２と、この送りネジ５２を回転駆動する駆動軸５１ａを同軸に備えたステッピングモータ５１を備えており、送りネジ５２には、ナット５３が螺合している。

すなわち、送りネジ５２の一端は、ステッピングモータ５１に接続され、他端部は、筐体１０の一部に設けられた軸受５４に支持されている。

ナット５３は、筐体１０の内周面にＺ方向に滑動自在に接触する回り止め部５３ａが設けられ、この回り止め部５３ａによって空転が防止されることにより、送りネジ５２の回転によって、光軸方向の直線的な推力を発生する。

第１光学系２０は、第１レンズ群２１（光学素子）と、この第１レンズ群２１の外周部を支持する第１レンズ枠２２（保持枠）を備えており、この第１レンズ枠２２の第２光学系３０の側に面する側面には、駆動アーム２４が一体に突設されている。

この駆動アーム２４は、先端部が、送りネジ５２に交差する方向に屈曲した一対の分岐端２４ａおよび分岐端２４ｂに分岐しており、この分岐端２４ａと分岐端２４ｂの間に、ナット５３が挟まれている。

これにより、ナット５３の光軸方向の推力が、第１レンズ枠２２に伝達され、ステッピングモータ５１の回転によって第１レンズ群２１の光軸方向の変位が制御される。

一方、第２光学系３０を駆動する第２アクチュエータ６０は、４５度直角プリズム１９の背面側の空間に、駆動軸６１ａの方向をＸ方向にして配置されたステッピングモータ６１と、第２光学系３０の側方に光軸方向（Ｚ方向）に平行に配置された送りネジ６２と、ステッピングモータ６１のＸ方向の駆動軸６１ａの回転を、Ｚ方向を軸方向とする送りネジ６２の回転に変換する変換ギヤ部６３を備えている。

第２光学系３０は、第２レンズ群３１と、この第２レンズ群３１を保持する第２レンズ枠３２を備えており、上述の第１光学系２０と同様の構成によって、第２レンズ枠３２が送りネジ６２に連結されることにより、第２レンズ群３１の光軸方向の直線変位が、ステッピングモータ６１の回転によって制御される構成となっている。

本実施の形態の場合、第１光学系２０は、第１レンズ枠２２の第１アクチュエータ５０の側に配置されたガイド機構４０と、光軸を挟んで反対側に設けられ、第１レンズ枠２２に挿通されるガイドシャフト１５によって光軸方向に平行に案内されるとともに、光軸方向の任意の位置での位置保持が行われる構成となっている。

すなわち、第１光学系２０の第１レンズ枠２２には、第１アクチュエータ５０の上部側に突出するように、ガイドアーム２３が設けられており、このガイドアーム２３に凹形の磁石保持部２３ａには、マグネット４１（磁力発生手段）が固定されている。
このマグネット４１としては、たとえば、希土類磁石等の永久磁石を用いることができる。

一方、図３等に例示されるように、筐体１０の側には、第１アクチュエータ５０とガイドアーム２３との間に突出するように、ガイド機構４０の一部を構成する案内面部１１（案内面）が光軸方向に平行に設けられている。
この案内面部１１には、ガイドアーム２３の下面と対向するように枠形磁性体４２（磁力発生手段）が光軸方向に平行に配置されている。

この枠形磁性体４２は、たとえば、接着等の方法によって案内面部１１に固定してもよい。あるいは、いわゆるインサート成形技術によって、筐体１０の型成形時に、案内面部１１に一体に組み込まれるようにしてもよい。
なお、枠形磁性体４２とマグネット４１の位置を入れ替えた構成としてもよい。

これにより、マグネット４１と枠形磁性体４２との間に作用する磁力によって、ガイドアーム２３には、当該ガイドアーム２３を案内面部１１の側に押圧する方向に常時押圧力が作用する。

図４等に例示されるように、枠形磁性体４２の中央部には、第１光学系２０の光軸方向の移動範囲に対応した長さで、光軸方向に細長く形成された開口部４２ａが設けられており、案内面部１１には、この開口部４２ａに対応して、同じ幅寸法の案内溝１１ａが形成されている。

一方、ガイドアーム２３の下面には、図２および図４等に例示されるように、光軸方向に沿って所定の間隔で一対のガイド突起４３が設けられている。
このガイド突起４３の各々は、開口部４２ａおよび案内溝１１ａに嵌合する偏平な略角柱形の共通な角柱ガイド部４３ｂと、この角柱ガイド部４３ｂの下面にＺ方向に所定の間隔をおいて形成された球面突部４３ａで構成されている。

そして、ガイド突起４３の球面突部４３ａは、案内面部１１の案内溝１１ａの底面に略点接触で当接し、角柱ガイド部４３ｂの外周部は、枠形磁性体４２の開口部４２ａおよび案内溝１１ａの側壁部に当接している。
なお、突起としては、略点接触する球面突部４３ａに限定されず、任意の表面形状でよい。たとえば、角錐形や自由曲面形状で略点接触する形状でもよい。あるいは、蒲鉾形の突起を設けて案内溝１１ａの底面に略線接触する構成でもよい。あるいは、角柱ガイド部４３ｂの底面自体が突起として案内溝１１ａの底面に面接触する構成でもよい。

すなわち、ガイドアーム２３と案内面部１１との間に常時作用するマグネット４１の磁力によって、ガイドアーム２３の複数のガイド突起４３の球面突部４３ａが案内面部１１に当接することにより、第１レンズ枠２２の光軸に直交するＹ方向の位置決めが行われる。また、ガイド突起４３の角柱ガイド部４３ｂとガイド側壁４２ｂとの当接によって光軸に直交するＸ方向の位置決めが行われる。

また、マグネット４１の磁力による球面突部４３ａと案内面部１１（案内溝１１ａ）との摩擦力によって、第１レンズ枠２２の光軸方向における位置が保持される。

このため、本実施の形態のカメラモジュールＭ１の場合には、上述のようなガイド機構４０の機能により、第１光学系２０の光軸方向の変位における遊動誤差（がたつき）や、光軸に直交する方向の遊動誤差（がたつき）は実質的に発生しない。

また、光軸方向の変位における遊動誤差（がたつき）を防止するための、従来のようなバネ等の部材は必要ない。

また、光軸方向に所定の間隔で配置された複数のガイド突起４３が、球面突部４３ａによって点接触にて案内面部１１に当接する構成であるため、位置決め精度も向上するとともに、たとえば、Ｙ−Ｚ平面内における第１光学系２０の傾斜の調整など、組み立て時の位置合わせや調整も容易となる利点がある。

このように、本実施の形態の第１光学系２０においては、ガイド機構４０に設けられたマグネット４１の磁力によって、第１光学系２０の光軸方向の位置を保持する適度の摩擦力を発生させることができる。しかも、この摩擦力は、第１光学系２０の光軸方向の全移動範囲において一定となる。

そして、この摩擦力に打ち勝つ推力を第１アクチュエータ５０から作用させることにより、第１光学系２０の光軸方向の移動が行われる。

なお、マグネット４１による球面突部４３ａと案内面部１１の間の摩擦力の大きさは、マグネット４１の磁力の大きさと、枠形磁性体４２の磁気的特性の組合せを適宜選択することにより、第１アクチュエータ５０の推力の定格値や、第１光学系２０に必要な位置保持力の値、等に応じて所望の大きさに設定できる。

特に図示しないが、筐体１０の内部において、第２光学系３０の側にも、上述のガイド機構４０と同様の機構が、送りネジ６２の側に設けられ、反対側のガイドシャフト１５との間で第１光学系２０を支持することで、第１光学系２０が光軸方向に平行に案内される構成となっている。

このように、本実施の形態のカメラモジュールＭ１の場合には、第１光学系２０において、第１アクチュエータ５０の側にガイド機構４０を配置することにより、当該第１アクチュエータ５０の側におけるガイドシャフトやバネ等の部材の配置を省略でき、筐体１０の幅寸法（Ｘ方向）を削減でき、筐体１０を小形化することができる。

また、第１アクチュエータ５０の側のガイドシャフトを省略できることにより、当該ガイドシャフトの両端を支持するための軸受構造等も不要となり、その分だけ、光軸方向における第１光学系２０の移動範囲を大きくでき、第１光学系２０や第２光学系３０の設計や制御の自由度が向上する。

また、本実施の形態の場合、第２光学系３０を駆動する第２アクチュエータ６０において、ステッピングモータ６１が、４５度直角プリズム１９の背面側の略三角柱形の空き空間を利用して光軸方向に直交する姿勢で配置され、変換ギヤ部６３を介して光軸方向に平行に設けられた送りネジ６２を駆動する構成であるため、ステッピングモータ６１の配置の分だけ、筐体１０の幅寸法（Ｘ方向）を削減できる。

以下、本実施の形態のカメラモジュールＭ１の作用を説明する。
まず、カメラモジュールＭ１は、後述のような任意の電子装置に組み込まれる、その場合、図１の斜視図における筐体１０の下面側が、図示しない被写体に面するように設置される。

そして、第２アクチュエータ６０のステッピングモータ６１を作動させることにより、第２光学系３０を光軸方向に変位させて、たとえば、ズーム倍率や画角の調整が行われる。

そして、４５度直角プリズム１９に入射した被写体からの光は、当該４５度直角プリズム１９に対して光線入射方向Ｐのように入射した光は、第２光学系３０および第１光学系２０の光軸方向に光路が変更され、当該第２光学系３０および第１光学系２０を介して撮像素子１８に入射することで、図示しない被写体の撮影が行われる。

このとき、第１光学系２０の第１アクチュエータ５０を作動させ、ガイド機構４０による保持力（マグネット４１によるガイド突起４３と案内面部１１との摩擦力）に抗して第１光学系２０を光軸方向に変位させることで、被写体の画像を撮像素子１８に結像させる合焦点操作（オートフォーカス）が行われる。

本実施の形態のカメラモジュールＭ１の場合には、ガイド機構４０におけるマグネット４１の磁力を利用する構成であるため、第１アクチュエータ５０の側に第１光学系２０をガイドするガイドシャフト等の部材を設ける必要がないとともに、第１光学系２０の位置保持や遊動誤差の防止のために、バネ等の部材を用いる必要がない。

このため、第１光学系２０の位置保持にバネを用いる場合のように、当該バネの伸縮による光軸方向の変位の負荷変動が発生せず、第１アクチュエータ５０のステッピングモータ５１からマグネット４１の摩擦力に打ち勝つだけの比較的小さな一定の推力を作用させるだけで、第１光学系２０の光軸方向における移動および位置決めを実現できる。

また、第１光学系２０の光軸方向の移動中の駆動負荷が、マグネット４１の磁力による摩擦力で定まる値で一定となり変動しないので、ステッピングモータ５１による第１光学系２０の位置決め精度も向上する。

さらに、ガイド機構４０ではマグネット４１の磁力によるガイド突起４３と案内面部１１との摩擦力によって第１光学系２０の位置保持が行われるので、カメラモジュールＭ１の不使用時にステッピングモータ５１の電源が切断されても、第１光学系２０の不動状態が安定に維持される。

このため、カメラモジュールＭ１を、たとえば携帯型情報機器等に実装した場合に、不使用時の振動等による光学系の精度低下や障害等の発生を防止できる。

このように、本実施の形態のカメラモジュールＭ１によれば、マグネット４１の磁力を利用するガイド機構４０によって第１光学系２０等の光軸方向における移動動作をガイドすることで、以下の効果が得られる。

すなわち、第１に、ガイド機構４０のマグネット４１で第１光学系２０の位置を保持できるため、第１アクチュエータ５０のナット５３と第１レンズ枠２２に組み立て公差等のガタがあっても、第１光学系２０に遊動誤差（ガタ）が生じない。

第２に、ガイド機構４０において、マグネット４１の磁力で球面突部４３ａを備えたガイド突起４３を案内面部１１に当接させることで、第１光学系２０の光軸に対する上下左右の位置を決めているため、少なくとも第１アクチュエータ５０の側では、位置決め用のガイドシャフト等を排除でき、当該ガイドシャフト等の軸受け構造も不要となるため、カメラモジュールＭ１を小型化できる。

第３に、ガイド機構４０のマグネット４１の磁力で第１光学系２０の位置を保持できるため、第１アクチュエータ５０のナット５３に駆動アーム２４を当てつけるためのバネを排除でき、第１光学系２０の駆動に必要な第１アクチュエータ５０の推力を削減することが可能となる。

また、ガイド機構４０のマグネット４１の磁力で第１光学系２０の位置を保持することにより、たとえば、ステッピングモータ５１をステッピングモータで構成する場合に、ステッピングモータの光軸方向のバックラッシや遊動誤差に影響されることなく、第１光学系２０を光軸方向に正確に位置決めできる、という利点もある。

これにより、第１アクチュエータ５０のステッピングモータ５１として、低出力の小形モータを選択できるため、カメラモジュールＭ１の小型化が可能となる。
また、カメラモジュールＭ１の消費電力の削減も実現できる。

この結果、たとえば、設置スペースに制約の大きい携帯型情報機器等にカメラモジュールＭ１を容易に実装することが可能となる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の他の実施の形態であるガイド機構を備えたカメラモジュールの構成の一例を示す斜視図である。
図７は、本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールの断面図である。
図８は、本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の斜視図である。

図９は、本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の縦断面図である。
図１０は、本発明の他の実施の形態であるカメラモジュールにおけるガイド機構の部分の平断面図である。

なお、図７は、図６における線Ａ４−Ａ４の部分の断面を示している。図９は、図６における線Ａ５−Ａ５の部分の断面を示している。図１０は、図７における線Ａ６−Ａ６の部分の断面を示している。

この実施の形態２のカメラモジュールＭ２は、ガイド機構４０の代わりに、ガイド機構７０を備えた点が、上述の実施の形態１のカメラモジュールＭ１と異なっている。
従って、上述のカメラモジュールＭ１と共通する部分については共通の符号を付して重複した説明は割愛する。

このカメラモジュールＭ２では、第１レンズ枠２２には、第１アクチュエータ５０の上方に、たとえば、Ｚ−Ｘ平面に対して４５度方向に延設された傾斜ガイドアーム２５が設けられ、この傾斜ガイドアーム２５にガイド機構７０が実装されている。
すなわち、ガイド機構７０のマグネット７１は、傾斜ガイドアーム２５の傾斜面２５ｃの上に固定されている。

傾斜ガイドアーム２５の先端部には、Ｚ−Ｙ平面に平行な垂直位置決め面２５ａ、およびＺ−Ｘ平面に平行な水平位置決め面２５ｂが、互いに直交して形成されている。
また、垂直位置決め面２５ａには、光軸方向に所定の間隔をなすように複数の球面突部７３ａおよび球面突部７３ｂが形成されている。

同様に、水平位置決め面２５ｂには、光軸方向に所定の間隔をなすように複数の球面突部７４ａおよび球面突部７４ｂが形成されている。
また、ガイド機構７０の配置位置に対応して、筐体１０の側には、光軸方向に平行な水平案内面部１２（第１案内面）および垂直案内面部１３（第２案内面）と、傾斜面１４が、第１光学系２０の移動範囲に対応した長さに設けられている。

この場合、水平案内面部１２は、対向する傾斜ガイドアーム２５の水平位置決め面２５ｂに平行に設けられ、垂直案内面部１３は、Ｚ−Ｙ平面内に設けられ、両者は直交している。

傾斜面１４は、水平案内面部１２および垂直案内面部１３に交差し、傾斜ガイドアーム２５の傾斜面２５ｃと平行となるように、Ｚ−Ｘ平面に対して、たとえば４５度に傾斜している。

この傾斜面１４には、磁性体７２が固定され、傾斜ガイドアーム２５に搭載されたマグネット７１との間で、傾斜ガイドアーム２５を傾斜面１４に吸引する方向、すなわち、図９の右下方向のように、水平案内面部１２および垂直案内面部１３の双方に対して傾斜した方向に作用する磁力を発生させる構成となっている。

そして、この水平案内面部１２および垂直案内面部１３の双方に対して傾斜した方向に作用する磁力により、傾斜ガイドアーム２５の側の垂直位置決め面２５ａの球面突部７３ａおよび球面突部７３ｂは筐体１０の側の垂直案内面部１３に密着され、同時に、水平位置決め面２５ｂの球面突部７４ａ、球面突部７４ｂは水平案内面部１２に密着される。

すなわち、傾斜ガイドアーム２５の傾斜面２５ｃに配置されたマグネット７１と、同じく傾斜面１４に固定された磁性体７２との間に発生する磁力Ｆ０の作用方向は、水平案内面部１２および垂直案内面部１３のいずれにも交差するため、垂直位置決め面２５ａと垂直案内面部１３の間には分力Ｆｈが、水平位置決め面２５ｂと水平案内面部１２の間には分力Ｆｖが、同時に常時作用する。

これにより、ガイド機構７０によって光軸方向に案内される第１光学系２０は、筐体１０の垂直案内面部１３によってＸ方向の位置決めがなされると同時に、水平案内面部１２によってＹ方向の位置決めがなされる。

また、傾斜ガイドアーム２５の垂直位置決め面２５ａ（球面突部７３ａ、球面突部７３ｂ）と垂直案内面部１３との摩擦力、および水平位置決め面２５ｂ（球面突部７４ａ、球面突部７４ｂ）と水平案内面部１２との摩擦力によって、光軸方向における第１光学系２０の位置が保持される。

このように、本実施の形態２のカメラモジュールＭ２の場合には、上述の実施の形態１のカメラモジュールＭ１と同様の効果が得られるとともに、さらに、一つのマグネット７１の磁力を利用して、第１光学系２０の光軸方向に直交する２方向（この場合、Ｘ方向およびＹ方向）の位置決めを同時に実現できる利点がある。

また、この同時２方向の位置決めに必要なマグネット７１は一つであるため、ガイド機構７０が小形化され、カメラモジュールＭ２の全体を小形化できる利点がある。

また、図９に例示されるように、ガイド機構７０のマグネット７１は、傾斜ガイドアーム２５の傾斜面２５ｃに搭載されるため、第１レンズ枠２２と傾斜ガイドアーム２５との間のＶ字形の空き空間を利用してマグネット７１を設置でき、たとえば、大きな磁力を得るためにマグネット７１の容積が比較的大きい場合でも、カメラモジュールＭ２の高さ方向（Ｙ方向）や幅方向（Ｘ方向）の寸法を増大させることなく、容易に設置できる利点がある。

また、互いに直交する水平案内面部１２および垂直案内面部１３の２面で第１光学系２０の第１レンズ枠２２を支持するので、カメラモジュールＭ２の耐衝撃性能も向上する。
図１１は、上述の各実施の形態で例示されたカメラモジュールが実装される携帯情報端末の構成例を示す斜視図である。

図１１の例では、携帯情報端末１００の一例として携帯電話が例示されている。
この携帯情報端末１００は、メイン筐体１１０と、このメイン筐体１１０にヒンジ１３０を介して折り畳み可能に接続されたディスプレイ筐体１２０を備えている。

メイン筐体１１０には、ユーザによる情報入力のためのキー部１１１と、通話時における送話器として機能するマイクロフォン１１２が配列されている。
ディスプレイ筐体１２０には、平面ディスプレイからなるディスプレイ１２１と、通話時における受話器として機能するスピーカ１２２が配置されている。

さらに、本実施の形態の携帯情報端末１００の場合には、ディスプレイ筐体１２０には、上述したカメラモジュールＭ１またはカメラモジュールＭ２が内蔵されている。以下では、一例としてカメラモジュールＭ１が実装されるものとする。

すなわち、カメラモジュールＭ１は、４５度直角プリズム１９における光線入射方向Ｐの入射面が、ディスプレイ１２１の表示面と並ぶように、すなわち、携帯情報端末１００のユーザに正対するように配置されている。

携帯情報端末１００の場合、小形化に伴って、カメラモジュールＭ１の実装に許容される実装寸法は大きく制約されるが、上述のように、本実施の形態のカメラモジュールＭ１の場合には筐体１０の小形化が可能であるため、携帯情報端末１００に容易に実装できる利点がある。

また、ガイド機構４０のマグネット４１によって第１光学系２０等の位置保持が行われるため、耐衝撃性能にも優れており、携帯して使用される携帯情報端末１００の実装に好適である。

（実施の形態３）
次に、本実施の形態のガイド機構を手ブレ補正装置に適用した例を示す。
図１２は、本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す平面図である。
図１３は、本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す断面図である。

図１４は、本発明の一実施の形態であるガイド機構を備えた手ブレ補正装置の構成の一例を示す斜視図である。
なお、図１３は、図１２における線Ａ７−Ａ７の部分の断面を示している。

たとえば、上述のカメラモジュールＭ１に備えられる撮像素子１８では、撮影時におけるカメラモジュールＭ１の光軸（Ｚ方向）に交差する方向（Ｘ，Ｙ方向）の手ブレ等の変位に起因する撮影画像のブレを防止する目的で、手ブレ補正装置が備えられる場合がある。

すなわち、カメラモジュールＭ１のＸ，Ｙ方向における変位を打ち消すように、撮像素子１８を逆方向に変位させることで、手ブレに起因する撮影画像のブレを防止するものである。
本実施の形態３では、この撮像素子１８に備えられる手ブレ補正装置８０に、磁力を利用したガイド機構９０を設ける例を説明する。

本実施の形態３の手ブレ補正装置８０は、たとえば、上述のカメラモジュールＭ１やカメラモジュールＭ２の筐体１０に固定されるベースフレーム８１と、このベースフレーム８１に対してＸ方向に変位可能に搭載されたＸ移動フレーム８２と、このＸ移動フレーム８２にＹ方向に変位自在に搭載され、撮像素子１８が実装されるＹ移動フレーム８４を備えている。

ベースフレーム８１は、Ｘ移動フレーム８２を挟んでＸ方向に平行に設けられたＸ方向ガイド凹部８１ａと、Ｘ方向水平ガイド面８１ｂおよびＸ方向垂直ガイド面８１ｃを備えている。
Ｘ方向ガイド凹部８１ａには、Ｘ移動フレーム８２のＸ方向ガイド突起８２ｄがＸ方向に摺動するようにセットされている。

Ｘ移動フレーム８２のＸ方向ガイド突起８２ｄの反対側には、ガイド機構支持突起８２ｅが設けられ、このガイド機構支持突起８２ｅには、ガイド機構９０が支持されている。

このガイド機構９０は、たとえば、二つの側面が、ベースフレーム８１のＸ方向水平ガイド面８１ｂおよびＸ方向垂直ガイド面８１ｃの各々に面するようにガイド機構支持突起８２ｅに支持されたマグネット９１と、ベースフレーム８１の側のＸ方向水平ガイド面８１ｂに固定された磁性体９２を備えている。

そして、マグネット９１と磁性体９２との間に作用する磁力により、Ｘ移動フレーム８２のＸ方向水平ガイド面８１ｂおよびＸ方向垂直ガイド面８１ｃに対する位置決めが行われ、Ｘ移動フレーム８２は、Ｘ方向に平行に案内されて変位する構成となっている。

また、外力が作用しないときには、Ｘ方向水平ガイド面８１ｂおよびＸ方向垂直ガイド面８１ｃと、水平ガイド突起９４および垂直ガイド突起９３との一定の摩擦力により、Ｘ移動フレーム８２のＸ方向における位置保持が行われる。

また、このマグネット９１の二つの側面には、長手方向に所定の間隔で、複数の垂直ガイド突起９３および水平ガイド突起９４が突設されており、この垂直ガイド突起９３および水平ガイド突起９４が、磁力により、ベースフレーム８１のＸ方向垂直ガイド面８１ｃおよびＸ方向水平ガイド面８１ｂに同時に当接している。

また、Ｘ移動フレーム８２は、Ｘ方向送りネジ８３ａおよびステッピングモータ８３ｂからなるＸ方向駆動アクチュエータ８３によってＸ方向に駆動される。

すなわち、Ｘ移動フレーム８２は、図示しないナットを介して、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３のＸ方向送りネジ８３ａに結合しており、ステッピングモータ８３ｂによってＸ方向送りネジ８３ａを回転されることにより、ガイド機構９０とＸ方向水平ガイド面８１ｂおよびＸ方向垂直ガイド面８１ｃとの間の一定の摩擦力に抗して、Ｘ方向におけるＸ移動フレーム８２の変位が制御される。

これにより、Ｘ方向送りネジ８３ａのバックラッシ等によるＸ移動フレーム８２の遊動誤差は発生せず、バネ等の部材を必要とすることなく、Ｘ移動フレーム８２の高精度な位置決め制御が可能となっている。

一方、Ｘ移動フレーム８２には、Ｙ方向に平行にＹ方向ガイド凹部８２ａと、Ｙ方向水平ガイド面８２ｂおよびＹ方向垂直ガイド面８２ｃが設けられ、その間に、Ｙ移動フレーム８４が、Ｙ方向に変位自在に嵌合している。

すなわち、Ｙ移動フレーム８４は、中央部に、撮像素子１８が搭載される素子搭載部８４ａが設けられ、この素子搭載部８４ａを挟む位置に、Ｙ方向ガイド凹部８２ａに摺動するＹ方向ガイド突起８４ｂと、ガイド機構支持突起８４ｃが設けられている。

このガイド機構支持突起８４ｃには、Ｙ方向水平ガイド面８２ｂおよびＹ方向垂直ガイド面８２ｃに密着するガイド機構９０が保持されている。
このガイド機構９０は、上述のガイド機構支持突起８２ｅに保持されたガイド機構９０と同様の構成である。

すなわち、ガイド機構支持突起８４ｃに保持されたマグネット９１と、Ｙ方向水平ガイド面８２ｂに固定された磁性体９２と、マグネット９１の、Ｙ方向垂直ガイド面８２ｃおよびＹ方向水平ガイド面８２ｂに面する二つの側面に突設された複数の垂直ガイド突起９３および複数の水平ガイド突起９４を備えている。

そして、マグネット９１と磁性体９２との間に作用する磁力により、垂直ガイド突起９３および水平ガイド突起９４が、Ｙ方向垂直ガイド面８２ｃおよびＹ方向水平ガイド面８２ｂに密着することにより、Ｙ移動フレーム８４が、Ｙ方向に平行に変位するように案内される構成となっている。

また、外力が作用しないときには、Ｙ方向水平ガイド面８２ｂおよびＹ方向垂直ガイド面８２ｃと、水平ガイド突起９４および垂直ガイド突起９３との一定の摩擦力により、Ｙ移動フレーム８４のＹ方向の位置保持が行われる。

Ｙ移動フレーム８４は、Ｙ方向送りネジ８５ａおよびステッピングモータ８５ｂからなるＹ方向駆動アクチュエータ８５によってＹ方向に駆動される。

すなわち、Ｙ移動フレーム８４は、図示しないナットを介してＹ方向送りネジ８５ａに結合しており、ステッピングモータ８５ｂによってＹ方向送りネジ８５ａを回転させることにより、ガイド機構９０とＹ方向水平ガイド面８２ｂおよびＹ方向垂直ガイド面８２ｃとの一定の摩擦力に抗して、Ｙ移動フレーム８４のＹ方向における変位が制御される。

従って、Ｙ方向送りネジ８５ａのバックラッシ等によるＹ移動フレーム８４の遊動誤差は発生せず、バネ等の部材を必要とすることなく、高精度な位置決め制御が可能になる。
以下、本実施の形態３の手ブレ補正装置８０の作用を説明する。

手ブレ補正装置８０は、上述のカメラモジュールＭ１の筐体１０に固定され、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３およびＹ方向駆動アクチュエータ８５は、カメラモジュールＭ１の制御系に接続されて使用される。

そして、撮影時に、カメラモジュールＭ１の制御系において、加速度センサ等で光軸方向（Ｚ方向）に交差する方向（Ｘ，Ｙ方向）のカメラモジュールＭ１の変位が検出されると、当該制御系は、当該変位による光の撮像素子１８に対するＸおよびＹ方向の入射位置のずれを打ち消すように、Ｘ移動フレーム８２およびＹ移動フレーム８４を変位させて、撮像素子１８を移動させる。

これにより、カメラモジュールＭ１の手ブレによる撮影画像のブレの等の画質の低下を防止できる。

そして、本実施の形態３の手ブレ補正装置８０の場合には、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３によるＸ移動フレーム８２の変位制御、およびＹ方向駆動アクチュエータ８５によるＹ移動フレーム８４の変位制御において、マグネット９１および磁性体９２を用いたガイド機構９０が用いられているので、遊動誤差の防止のためのバネやガイドシャフト等を設ける必要がなく、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３およびＹ方向駆動アクチュエータ８５を小形化できる。ひいては、手ブレ補正装置８０の全体を小形化できる。

さらに、ガイド機構９０による、Ｘ移動フレーム８２およびＹ移動フレーム８４の各々の位置保持力は、移動位置に関係なく一定であるため、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３やＹ方向駆動アクチュエータ８５の移動ストローク中に負荷が変化しない。

このため、Ｘ方向駆動アクチュエータ８３およびＹ方向駆動アクチュエータ８５の各々による、Ｘ移動フレーム８２およびＹ移動フレーム８４の各々の、送り精度および位置決め精度の向上を実現できる。

さらに、バネ等の部材を用いる場合に比較して、ステッピングモータ８３ｂおよびステッピングモータ８５ｂの作動負荷を軽減できるため、ステッピングモータ８３ｂおよびステッピングモータ８５ｂとして、低出力の小形のモータを選択でき、手ブレ補正装置８０の小形化、低コスト化を実現できる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、マグネットと磁性体の各々の配置位置や位置関係、さらには各々の個数は、上述の例示に限定されない。また、案内面部は、光軸方向に平行な直線形状に限らず、光軸方向の回りの螺旋形状であってもよい。

また、マグネットとしては、永久磁石に限らず、電磁石を用いてもよい。電磁石を用いる場合には、通電量によって磁力を容易かつ精密に調整できる利点がある。
また、ステッピングモータのガタ取り制御を行うことで精度良くレンズ等の光学系を停止することもできる。

（付記１）
送りねじ部を有する駆動軸を回転させる駆動手段と、前記送りねじ部とかみ合って前記駆動手段による回転移動を直線移動に変換する変換部と、前記変換部と嵌合し、レンズを保持すると共に、前記駆動手段により光軸方向に移動可能なレンズ保持枠を有するレンズ移動装置において、
前記レンズ保持枠に備えた球凸形状と、前記レンズ保持枠に備えたマグネットと、ガイドに備えた磁性体により、前記ガイドに前記球凸形状を当てつけて、前記レンズ保持枠の位置を決めることを特徴とするレンズ移動装置。

（付記２）
付記１記載のレンズ移動装置において、前記マグネットと磁性体により、前記レンズ保持枠の光軸方向の位置を保持できることを特徴とするレンズ移動装置。

１０ 筐体
１１ 案内面部
１１ａ 案内溝
１２ 水平案内面部
１３ 垂直案内面部
１４ 傾斜面
１５ ガイドシャフト
１８ 撮像素子
１９ ４５度直角プリズム
２０ 第１光学系
２１ 第１レンズ群
２２ 第１レンズ枠
２３ ガイドアーム
２３ａ 磁石保持部
２４ 駆動アーム
２４ａ 分岐端
２４ｂ 分岐端
２５ 傾斜ガイドアーム
２５ａ 垂直位置決め面
２５ｂ 水平位置決め面
２５ｃ 傾斜面
３０ 第２光学系
３１ 第２レンズ群
３２ 第２レンズ枠
４０ ガイド機構
４１ マグネット
４２ 枠形磁性体
４２ａ 開口部
４２ｂ ガイド側壁
４３ ガイド突起
４３ａ 球面突部
４３ｂ 角柱ガイド部
５０ 第１アクチュエータ
５１ ステッピングモータ
５１ａ 駆動軸
５２ 送りネジ
５３ ナット
５３ａ 回り止め部
５４ 軸受
６０ 第２アクチュエータ
６１ ステッピングモータ
６１ａ 駆動軸
６２ 送りネジ
６３ 変換ギヤ部
７０ ガイド機構
７１ マグネット
７２ 磁性体
７３ａ 球面突部
７３ｂ 球面突部
７４ａ 球面突部
７４ｂ 球面突部
８０ 手ブレ補正装置
８１ ベースフレーム
８１ａ Ｘ方向ガイド凹部
８１ｂ Ｘ方向水平ガイド面
８１ｃ Ｘ方向垂直ガイド面
８２ Ｘ移動フレーム
８２ａ Ｙ方向ガイド凹部
８２ｂ Ｙ方向水平ガイド面
８２ｃ Ｙ方向垂直ガイド面
８２ｄ Ｘ方向ガイド突起
８２ｅ ガイド機構支持突起
８３ Ｘ方向駆動アクチュエータ
８３ａ Ｘ方向送りネジ
８３ｂ ステッピングモータ
８４ Ｙ移動フレーム
８４ａ 素子搭載部
８４ｂ Ｙ方向ガイド突起
８４ｃ ガイド機構支持突起
８５ Ｙ方向駆動アクチュエータ
８５ａ Ｙ方向送りネジ
８５ｂ ステッピングモータ
９０ ガイド機構
９１ マグネット
９２ 磁性体
９３ 垂直ガイド突起
９４ 水平ガイド突起
１００ 携帯情報端末
１１０ メイン筐体
１１１ キー部
１１２ マイクロフォン
１２０ ディスプレイ筐体
１２１ ディスプレイ
１２２ スピーカ
１３０ ヒンジ
Ｆ０ 磁力
Ｆｈ 分力
Ｆｖ 分力
Ｍ１ カメラモジュール
Ｍ２ カメラモジュール
Ｐ 光線入射方向

Claims (20)

1. 移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠と、
   前記光学素子とともに移動する前記保持枠が接する案内面と、
   前記案内面に対して前記保持枠を密着させる磁力を発生する磁力発生手段と、
   を含むことを特徴とするガイド機構。
2. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記案内面には、前記保持枠が嵌合する案内溝が前記光学素子の移動方向に沿って設けられていることを特徴とするガイド機構。
3. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記案内面は、前記光学素子の移動方向に対して平行で、互いに直交する第１および第２案内面からなり、前記磁力発生手段は、前記保持枠が前記第１および第２案内面に同時に接する方向に前記磁力を作用させることを特徴とするガイド機構。
4. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記磁力発生手段は、前記保持枠の側に配置された磁石と、前記案内面の側に配置された磁性体とからなることを特徴とするガイド機構。
5. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記磁力発生手段は、前記保持枠の側に配置された磁性体と、前記案内面の側に配置された磁石とからなることを特徴とするガイド機構。
6. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記保持枠には、前記案内面に対して接触する少なくとも一つの突起が設けられていることを特徴とするガイド機構。
7. 請求項６記載のガイド機構において、
   前記突起は、球面であることを特徴とするガイド機構。
8. 請求項１記載のガイド機構において、
   さらに、前記保持枠に嵌合するナットと、前記ナットに螺合するスクリューネジと、前記スクリューネジを駆動するステッピングモータと、を含むアクチュエータを具備し、
   前記ステッピングモータの回転変位を前記ナットの直線変位に変換して前記保持枠に保持された前記光学素子の移動が行われることを特徴とするガイド機構。
9. 請求項１記載のガイド機構において、
   前記光学素子は、オートフォーカスレンズ群およびズームレンズ群の少なくとも一方であることを特徴とするガイド機構。
10. 移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠と、
    前記光学素子とともに移動する前記保持枠が接する案内面と、
    前記案内面に対して前記保持枠を密着させる磁力を発生する磁力発生手段と、を含むガイド機構を具備したことを特徴とするカメラモジュール。
11. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記案内面には、前記光学素子の移動方向に沿って設けられ、前記保持枠が嵌合する案内溝が設けられていることを特徴とするカメラモジュール。
12. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記案内面は、前記光学素子の移動方向に対して平行で、互いに直交する第１および第２案内面からなり、前記磁力発生手段は、前記保持枠が前記第１および第２案内面に同時に接する方向に前記磁力を作用させることを特徴とするカメラモジュール。
13. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記磁力発生手段は、前記保持枠の側に配置された磁石と、前記案内面の側に配置された磁性体とからなることを特徴とするカメラモジュール。
14. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記磁力発生手段は、前記保持枠の側に配置された磁性体と、前記案内面の側に配置された磁石とからなることを特徴とするカメラモジュール。
15. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記保持枠には、前記案内面に対して接触する少なくとも一つの突起が設けられていることを特徴とするカメラモジュール。
16. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    前記突起は、球面であることを特徴とするカメラモジュール。
17. 請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
    さらに、前記保持枠に嵌合するナットと、前記ナットに螺合するスクリューネジと、前記スクリューネジを駆動するステッピングモータと、を含むアクチュエータを具備し、
    前記ステッピングモータの回転変位を前記ナットの直線変位に変換して前記保持枠に保持された前記光学素子の移動が行われることを特徴とするカメラモジュール。
18. 移動可能な少なくとも一つの光学素子を保持する保持枠を、前記光学素子の移動方向に沿って設けられた案内面に磁力を介して密着させることを特徴とする光学系の位置決め方法。
19. 請求項１８記載の光学系の位置決め方法において、
    前記案内面は、前記光学素子の移動方向に対して平行で、互いに交差する第１および第２案内面からなり、前記保持枠が前記第１および第２案内面に同時に接する方向に前記磁力を作用させることを特徴とする光学系の位置決め方法。
20. 請求項１８記載の光学系の位置決め方法において、
    前記磁力による前記保持枠と前記案内面との間の摩擦力に抗して、前記光学素子を移動させることを特徴とする光学系の位置決め方法。