JP2012032778A - カメラモジュール - Google Patents

カメラモジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2012032778A
JP2012032778A JP2011095432A JP2011095432A JP2012032778A JP 2012032778 A JP2012032778 A JP 2012032778A JP 2011095432 A JP2011095432 A JP 2011095432A JP 2011095432 A JP2011095432 A JP 2011095432A JP 2012032778 A JP2012032778 A JP 2012032778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
magnet
camera module
coil
imaging lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011095432A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Sekimoto
芳宏 関本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2011095432A priority Critical patent/JP2012032778A/ja
Priority to US13/170,742 priority patent/US20120002102A1/en
Priority to CN2011101836479A priority patent/CN102314046A/zh
Priority to TW100123398A priority patent/TW201213920A/zh
Priority to KR1020110065594A priority patent/KR101241260B1/ko
Publication of JP2012032778A publication Critical patent/JP2012032778A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10Power-operated focusing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/08Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted to co-operate with a remote control mechanism
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053Driving means for the movement of one or more optical element
    • G03B2205/0069Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

【課題】フットプリントを小さくするカメラモジュールを提供する。
【解決手段】カメラモジュール100は、撮像レンズ4を光軸方向に動かすレンズ駆動装置2を備え、レンズ駆動装置2は、マグネット10a,10bとコイル8とを用いて電磁力で撮像レンズ4を駆動する電磁駆動手段を有し、撮像レンズ4は、平面視で矩形状であり、矩形状の少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿って、マグネット10a,10bおよびコイル8が配置されている。撮像レンズ4が矩形状であるという特性を活かして、少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿ってレンズ駆動装置2のマグネット10a,10bおよびコイル8を配置している。このため、撮像レンズ4のコーナー部にマグネットを配置する場合と比べて、レンズ駆動装置2のフットプリント(占有スペース)を小さくしたカメラモジュールを提供できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器に搭載されるカメラモジュールに関するものであって、特にウエハレベルレンズ(すなわち、ウエハレベルで作製されたレンズ)を搭載したオートフォーカス機能付きカメラモジュールおよびオートフォーカス機能付きリフローアブルカメラモジュール(すなわち、リフロー環境下の温度に対応したカメラモジュール)に関するものである。
近年の携帯電話は、携帯電話にカメラモジュールを組み込んだ機種が大半を占めるようになってきている。これらのカメラモジュールにおいては、レンズ駆動装置によってオートフォーカス機能を発揮するタイプのものが多く採用されている。レンズ駆動装置には、ステッピングモータを利用するタイプ、圧電素子を利用するタイプ、VCM(Voice Coil Motor:ボイスコイルモータ)を利用するタイプなど、様々なタイプが存在し、すでに市場に流通している。
このようなオートフォーカス機能を有するカメラモジュールでは、通常、レンズを駆動するためのレンズ駆動装置、撮像素子を内部に収容するセンサーカバー、および撮像素子が固定される回路基板等が積層された構造を有している。
ここで使われているレンズは、通常は個別に成型によって製造されるため、上下面に曲面形状を有する略円筒形状となっている。また、このような略円筒形状を有するレンズを駆動するためのオートフォーカス機構としては、例えば以下の構造が提案されている。即ち、ボイスコイルモータにおいては、アクチュエータの矩形状とレンズの円筒形状との差により生じるスペースを利用して、4箇所のコーナー部分に、それぞれマグネットを配置する構造が提案されている(例えば、特許文献1)。
この例では、4箇所のコーナー部分以外にも、2辺にマグネットが配置されているが、この2つのマグネットはレンズの形状との差を利用したものではなく、外形状が完全な矩形ではなく、一部突出した形状である。このため、このスペースを利用したものであって、異なるレンズ形状を想定したものではない。
上記特許文献1は、可動部にコイルを、固定部にマグネットを配置した、いわゆるムービングコイルタイプのボイスコイルモータについて説明されたものである。
これに対して、可動部にマグネットを、固定部にコイルを配置した、いわゆるムービングマグネットタイプのボイスコイルモータについても提案されている(例えば、特許文献5参照)。
この例においても同様に、アクチュエータの矩形状とレンズの円筒形状との差により生じるスペースを利用して、4箇所のコーナー部分にコイルを配置し、このコイルに対向して可動部にマグネットを配置している。
一方、特許文献5と同様のムービングマグネットタイプのボイスコイルモータにおいて、コイルが4箇所のコーナーではなく、4辺に配置されたマグネットに対向するように配置された例も提案されている(例えば、特許文献6参照)。
しかしながら、この例では、アクチュエータの矩形状とレンズの円筒形状との差により生じるスペースは、駆動機構としては有効に活用されておらず、異なるレンズ形状を想定したものではない。
ところで、カメラモジュール用レンズとして、近年、ウエハレベルで作製する技術が提案されてきている(例えば、特許文献2)。ウエハレベルでの作製について特許文献2では、多数のレンズアレイを配置した光学レンズ用基板を複数枚積層し、接合後にブレードを用いて個別片に切断される。そのため、特許文献2の図4から明らかなように、個別化されたレンズユニットは矩形状となる。なお、特許文献2では、オートフォーカス機能やリフロー対応については、特に述べられていない。
一方、このようなウエハレベルレンズ(すなわち、ウエハレベルで作製されたレンズ、より具体的には、アレイ状に形成されたレンズ群をカットすることで個片レンズとして作製されたレンズ)として、リフローに対応したレンズを用いる検討もなされている(例えば、特許文献3)。特許文献3では、ウエハレベルレンズをリフローに対応したレンズとする。これに伴い、レンズ基板材料としてガラスを用いることや熱硬化型樹脂材料を用いることが提案されているが、オートフォーカス機能については、特に述べられていない。
さらには、リフローに対応しているとともにオートフォーカス機能等の機能を有するレンズ駆動機構を備えたカメラモジュールについても検討されている(例えば、特許文献4)。特許文献4では、レンズを駆動するためのアクチュエータとして、サーボモータ、ステッピングモータ、ソレノイドなどの名称が挙げられているが、具体的な構造説明はなされていない。
特開2008−299103号公報(2008年12月11日公開) 特開2008−129606号公報(2008年6月5日公開) 特開2010−54810号公報(2010年3月11日公開) 特開2009−204721号公報(2009年9月10日公開) 特開2011−039481号公報(2011年2月24日公開) 特開2009−069611号公報(2009年4月2日公開)
ウエハレベルレンズの開発が進み、その性能が向上するとともに、ウエハレベルレンズを高画素カメラモジュールへ採用することについての要望も高まっている。ウエハレベルレンズが採用された高画素カメラモジュールでは、オートフォーカス機能が搭載されていることが望ましい。
オートフォーカス機能を実現するためのオートフォーカス機構として、上記のようにステッピングモータを利用するタイプ、圧電素子を利用するタイプ、VCMを利用するタイプなど、様々なタイプが存在しているものの、VCMを利用するタイプが圧倒的に主流となっている。したがって、ウエハレベルレンズを搭載したオートフォーカス機構としても、VCMが利用できることが最も望ましい。
しかしながら、特許文献1のVCMに特許文献2のような矩形状レンズを搭載した場合、4コーナーに配置するマグネットが原因となり、カメラモジュールが大型化してしまう(フットプリント(占有スペース)が大きくなる)という課題がある。
同様に、特許文献5や特許文献6では、矩形状のレンズは想定されておらず、矩形状レンズを搭載した場合にマグネットやコイルをどのように配置するかについて、何ら示唆されていない。
また、特許文献3のようなリフローに対応したレンズを搭載していても、従来のままのVCMを用いたのでは、リフロー温度まで温度が上昇すると、マグネットに非可逆の永久熱減磁が生じるため、製造時にリフローが行われると性能が劣化する、具体的にはリフロー後に磁束密度が低下し、VCMの推力が低下するという課題が生じる。
さらに、特許文献4では、リフローに対応する旨記載されているが、磁石の減磁については記載されていない。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、フットプリントを小さくするカメラモジュールを提供することにある。さらに、リフローへの対応も考慮したカメラモジュールを提供することにある。
本発明のカメラモジュールは、上記課題を解決するために、撮像レンズと、当該撮像レンズを保持するレンズ保持部材とを有する光学部と、上記撮像レンズを光軸方向に動かすレンズ駆動部に含まれ、上記レンズ保持部材を内部に保持し、レンズ駆動部の固定部に対して光軸方向に可動なホルダ部と、上記撮像レンズを通して入射された光を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子が搭載された基板部とを備えたカメラモジュールであって、上記レンズ駆動部は、マグネットとコイルとを用いて電磁力で撮像レンズを駆動する電磁駆動手段を有し、上記撮像レンズは、平面視で矩形状であり、上記矩形状の少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿って、上記マグネットおよび上記コイルが配置されていることを特徴とする。
上記発明によれば、上記撮像レンズが矩形状であるという特性を活かして、少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿ってレンズ駆動部のマグネットおよびコイルを配置している。このため、上記撮像レンズのコーナー部にマグネットを配置する場合と比べて、レンズ駆動部のフットプリント(占有スペース)を小さくしたカメラモジュールを提供できる。
上記カメラモジュールでは、上記撮像レンズは、平面視で略円形状のレンズ部と、当該レンズ部の外側に形成されて外周囲が平面視で矩形状であるフランジ部とを有しており、
平面視した上記フランジ部の、外周囲における四辺のそれぞれの中点に位置する部位の厚みは、平面視した上記フランジ部の四隅の厚みよりも薄くてもよい。
これにより、上記撮像レンズのレンズ部により近接して、レンズ駆動部のコイルやマグネットを配置することが出来る。このため、レンズ駆動部のフットプリントを小さくしたカメラモジュールを提供できる。
さらに、上記フランジ部の、外周囲における四辺のそれぞれの中点に位置する部位の厚みは、上記フランジ部の四隅における厚みよりも狭い。よって、中点部の厚みが狭い分だけマグネットの厚みを厚くでき、磁気回路のパーミアンス係数を高めることができる。よって、リフロー時に磁束密度が低下しても、減磁曲線における屈曲点kneeにおける磁束密度よりも大きい磁束密度に出来る。従って、リフロー時の熱減磁における永久減磁を防いで磁気特性に関する性能低下を防ぐことが出来、リフロー環境下の温度に対応したカメラモジュールを提供できる。
上記カメラモジュールでは、上記マグネットは、第1マグネット部と第2マグネット部とを積層して構成されており、上記第1マグネット部の、上記コイルに対向する磁極と、上記第2マグネット部の、上記コイルに対向する磁極とは、極性が異なってもよい。
単一の磁極がコイルに対向している場合と比べると、一極あたりの磁極の面積を半減できて磁気回路のパーミアンス係数を高めることができるため、リフロー時の熱減磁における永久減磁の影響を緩和できる。
上記カメラモジュールでは、上記第1マグネット部及び上記第2マグネット部の、上記コイルに対向する面とは反対側の面に、磁性体からなるヨークを備え、上記ヨークは、上記マグネットの、光軸に垂直な面に先端が張り出した、略コの字型形状をしていてもよい。
上記ヨークを備えることにより、上記コイル、上記ヨーク、上記第1マグネット部および上記第2マグネット部が構成する磁気回路の磁気抵抗をより低く出来るので、磁気回路のパーミアンス係数を高めることができ、リフロー時の熱減磁における永久減磁の影響を緩和できる。
上記カメラモジュールでは、上記レンズ保持部材は、上記レンズ保持部材を搭載している上記ホルダ部の内部で摺動可能であってもよい。
上記レンズ保持部材を上記ホルダ部の内部で摺動させることによって、光軸方向の高さ調整が可能である。上記レンズ保持部材が平面視で矩形状である場合には、ねじによる光軸方向の高さ調整が困難であるが、上記発明によれば、ねじを設けなくても上記レンズ保持部材の高さ調整が可能となる。
上記カメラモジュールでは、上記レンズ保持部材は、上記ホルダ内部で摺動しながら高さ位置決め治具に当接させた状態で、上記ホルダに対して固定されてもよい。
摺動可能な上記レンズ保持部材を、上記高さ位置決め治具に当接させることで、上記レンズ保持部材の位置決めを行う。そして、位置決めされた状態で上記レンズ保持部材を固定する。従って、フォーカス調整工程を行うことなく矩形レンズを高精度に位置決めすることが可能となる。
上記カメラモジュールでは、上記レンズ駆動部は、上記撮像素子側の底面を形成するベース部材を有しており、上記レンズ保持部材は、上記レンズ保持部材が上記ベース部材に当接していてもよい。
上記発明によれば、上記撮像レンズの取り付け位置を適宜調整するだけでよいので、フォーカス調整の工程が不要になり、加工コストの低減が可能となる。
また、上記レンズ保持部材が平面視で矩形状である場合には、ねじによる光軸方向の高さ調整が困難であるが、上記発明によれば、ねじを設けなくても上記レンズ保持部材の光軸方向の位置が高精度に位置決めされる。
上記カメラモジュールでは、上記マグネットおよび上記コイルは、上記撮像レンズにおける上記矩形状の一組の対向し合う辺のそれぞれにのみ配置されていてもよい。あってもよい。これにより、四辺(二組の対向し合う辺)にマグネットを配置する場合と比べて、フットプリントを小さくできる。
上記カメラモジュールでは、上記マグネットは上記ホルダ部に設けられ、上記コイルは上記固定部に設けられるとともに、上記固定部の一部に磁性体を配していてもよい。
これにより、上記マグネットと上記磁性体との間で磁気的吸引力が作用する。よって、当該磁気的吸引力を利用した、上記ホルダ部の位置保持が可能となる。このため、上記コイルへの通電が不要となり、消費電力の低減が可能となる。
また、リフローへ対応することに伴ってパワーの小さなマグネットを使用した場合でも、消費電力の増加を抑えることが可能となる。
上記カメラモジュールでは、上記ホルダ部を光軸方向に可動に支持するための案内部を備えてもよい。
上記構成によれば、上記案内部と磁気的吸引力との相乗作用により、上記レンズ駆動部の可動部と上記レンズ駆動部の固定部との間に摩擦力が働く。このため、焦点位置が変化しない状況での上記コイルへの通電が不要になり、低消費電力化が可能となる。
上記カメラモジュールでは、上記マグネットはボンド磁石であってもよい。ボンド磁石を用いることで、リフロー時におけるマグネットの熱減磁の影響を低減することが出来る。
本発明のカメラモジュールは、以上のように、レンズ駆動部は、マグネットとコイルとを用いて電磁力で撮像レンズを駆動する電磁駆動手段を有し、上記撮像レンズは、平面視で矩形状であり、矩形状の少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿って、上記マグネットおよび上記コイルが配置されているものである。
それゆえ、フットプリントを小さくするカメラモジュールを提供するという効果を奏する。さらに、リフローへの対応も考慮したカメラモジュールを提供するという効果を奏する。
本発明の実施形態に係るカメラモジュールにおける、撮像レンズ、レンズバレル、および、レンズホルダの形状を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る撮像レンズの斜視図である。 本発明の実施形態に係るカメラモジュールの斜視図である。 図3のカメラモジュールのA−A矢視断面図である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールの斜視図である。 本発明の他の実施形態に係るカメラモジュールにおける、図4のB−B矢視断面図に相当する図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るカメラモジュールにおける、図4に相当する断面図である。 本発明の実施形態に係るマグネット、ヨーク、コイルの位置関係を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るマグネット、ヨーク、コイルの位置関係を示す側面図である。 従来の発明の実施形態および本発明の実施形態における、マグネットの減磁曲線とパーミアンス係数との関係を説明するためのグラフである。 (a)は、本発明の実施形態のカメラモジュールにおいて、平面視で三角形状のマグネットを、平面視で矩形状の撮像レンズの各辺に沿って配置した辺配置を示す平面図であり、(b)は、従来のカメラモジュールにおいて、平面視で三角形状のマグネットを、平面視で矩形状の撮像レンズのコーナー(四隅)に配置したコーナー配置を示す平面図であり、(c)は、本発明の実施形態のカメラモジュールにおいて、平面視で矩形状のマグネットを、平面視で矩形状の撮像レンズの一組の対向し合う辺に沿って配置した辺配置を示す平面図であり、(d)は、従来のカメラモジュールにおいて、平面視で矩形状のマグネットを、平面視で矩形状の撮像レンズにおいて向かい合う2つのコーナーに配置したコーナー配置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るレンズバレルの高さ位置決め手段を示す断面図である。 本発明の別の実施形態に係るカメラモジュールにおける、撮像レンズ、レンズバレル、およびレンズホルダの形状を示す平面図である。 本発明のさらに別の実施形態に係るカメラモジュールにおける、撮像レンズ、レンズバレル、およびレンズホルダの形状を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図14に基づいて説明する。
(カメラモジュールの一実施形態)
図3は、本実施形態のカメラモジュール100の斜視図である。カメラモジュール100は、撮像光学系である光学部1と、光学部1を駆動するためのレンズ駆動装置2(レンズ駆動部)と、光学部1を経由した光の光電変換を行う撮像素子やその周辺回路部品をその表面あるいは一部を内部に載置する基板部3とを備えている。
光学部1は、後述する撮像レンズ4と後述するレンズバレル5(レンズ保持部材)とを有しており、レンズ駆動装置2の内部に保持されている。カメラモジュール100は、基板部3上にレンズ駆動装置2が積層された構成である。以下の説明では、便宜上、光学部1側を上方、基板部3側を下方とする。
ここで、図4に基づき、カメラモジュール100の全体構造について説明する。図4は、図3のカメラモジュール100のA−A矢視断面図であり、切断面が、光軸の伸びる方向と平行になるように、カメラモジュール100の中央部を切断した断面図である。なお、レンズ駆動装置2は、マグネット10a,10bとコイル8とを用いて電磁力により撮像レンズ4を駆動する電磁駆動手段を有し、一般に、ボイスコイルモータ(Voice Coil Motor:VCM)と呼ばれる。
光学部1は、被写体像を形成する撮像光学系であり、外部の光を基板部3上の撮像素子6へ導く。光学部1は、複数枚(図1では二枚)の撮像レンズ4と、撮像レンズ4を保持するレンズバレル5とを有している。レンズバレル5は、レンズ駆動装置2内のレンズホルダ7(ホルダ部)に固定されている。撮像レンズ4の光軸と、レンズバレル5の軸心とは、一致している。
レンズ駆動装置2は、電磁力によって、光学部1を光軸方向に駆動する。すなわち、レンズ駆動装置2は、無限遠端からマクロ端までの間で、撮像レンズ4を上下動させる(光軸方向に駆動させる)。これにより、カメラモジュール100が、オートフォーカス機能を発揮する。
なお、撮像レンズ4の無限遠端とは、無限遠にある被写体に対して合焦する位置を意味し、撮像レンズ4のマクロ端とは、所望のマクロ距離(たとえば10cm)にある被写体に対して合焦する位置を意味する。
レンズ駆動装置2は、撮像レンズ4の駆動時に、光軸方向に移動して光学部1(撮像レンズ4)を光軸方向に移動させる可動部と、撮像レンズ4の駆動時に位置が変動しない固定部とを備えている。可動部は、固定部の内部に収容されている。可動部は、レンズホルダ7およびコイル8(電磁駆動手段)を有しており、固定部は、ヨーク9(電磁駆動手段)、マグネット(永久磁石、電磁駆動手段)10a,10b、カバー11およびベース12(ベース部材)を有している。
図4では、ヨーク9の側面にカバー11の側面を設けているが、ヨーク9をカバー11の側面部として用い、カバー11の天面部を樹脂等で形成してもかまわない。または、カバー11を金属で形成し、電磁波ノイズの影響を除去、あるいは軽減するためのシールドケースとしての役割を持たせてもよい。この場合、シールドケースとしてのカバー11の一部を、グランドに電気的に接続しておく(すなわち電気的に接地しておく)ことが望ましい。
レンズ駆動装置2は、具体的には、レンズバレル5を内部に保持するレンズホルダ7が、ベース12とカバー11とにより形成された空間内に、収容された構成となっている。
レンズホルダ7は、その内部に、撮像レンズ4を保持したレンズバレル5を保持している。レンズバレル5およびレンズホルダ7は、いずれも中空形状(筒型形状)の部材である。
本実施形態では、レンズバレル5の外側面、および、レンズホルダ7の内側面には、ねじ切りが施されておらず、平坦である。また、レンズバレル5とレンズホルダ7との接着強度を高めるために、レンズバレル5及びレンズホルダ7の一方あるいは両方に凹部を形成してもよい。本実施形態では、レンズバレル5の外側面、および、レンズホルダ7の内側面には、ねじ切りが施されていないため、レンズホルダ7に対してレンズバレル5を光軸方向に摺動させる(レンズバレル5は、レンズバレル5を搭載しているレンズホルダ7の内部で摺動可能である)ことによりフォーカス調整が実施される。部品の高精度化を図ることによってフォーカス調整を行わない組立構造については、第三の実施形態として後述する。また、レンズバレル5の外側面、および、レンズホルダ7の内側面にねじ切りが施されていない理由についても後述する。
次に、図1および図2に基づいて、撮像レンズ4、レンズバレル5、および、レンズホルダ7の形状について説明する。
図1は、本実施形態のカメラモジュール100における、撮像レンズ4、レンズバレル5、及び、レンズホルダ7の形状を示す平面図である。図1の平面図から分かるように、レンズバレル5やレンズホルダ7は、平面視で矩形状である。それは、図1の平面図及び図2の斜視図でから分かるように、撮像レンズ4の外形が平面視で矩形状であるためである。マグネット10a,10bおよびコイル8は、撮像レンズ4における上記矩形状の少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿って、配置されている。より具体的には、マグネット10a,10bおよびコイル8は、撮像レンズ4における上記矩形状の一組の対向し合う辺のそれぞれにのみ配置されている。
撮像レンズ4は、ガラス等で形成された1枚の大きなシート上に多数のレンズ形状が形成されたものを、複数枚重ね合わせた後、ダイシングによって個片に切断されたものである。シートのダイシングは、複数枚重ね合わせた後に限定される訳ではなく、重ね合わせを行わない一枚のシートをダイシングしてもかまわない。
撮像レンズ4は、レンズとして機能する、中央部のレンズ本体4a(レンズ部)と、レンズ本体4aの周囲のフランジ部4bとからなる。レンズ本体4aの外形は、平面視で略円形状(好ましくは円形状)である。撮像レンズ4がダイシングによって個片に切断されたものであるため、フランジ部4bの外周囲4cは矩形となり、フランジ部4bの内周囲4dは略円形状(または円形状)となる。
また、複数枚を重ね合わせたレンズの場合、重ね合わせた後の接着は、フランジ部4bにおいて行われる。このため、接着強度をより高めるためには、フランジ部4bにおいて所定の面積が必要となる。
本実施形態の撮像レンズ4では、レンズ本体4aの外形が平面視で略円形であることと、レンズ本体4aの周囲に位置するフランジ部4bの外形が平面視で矩形であることとによる面積の差を利用する。フランジ部4bの面積は、対角方向で(撮像レンズ4の四隅で)確保することが可能である。また、平面視したフランジ部4bの、外周囲4cにおける四辺のそれぞれの中点に位置する部位4mの厚みTは、平面視したフランジ部4bの四隅の厚みT’よりも薄くすることが可能である。
本実施形態の撮像レンズ4の製造では、平面視したレンズ本体4aの面積と、平面視したフランジ部4bの面積との差が、出来る限り小さくなるようにダイシングを行う。これにより、撮像レンズ4そのものの外形サイズを極力小さくすることが出来るとともに、撮像レンズ4の対角方向に位置するフランジ部4bの四隅において、接着に必要な面積を確保することが出来る。よって、外形サイズの縮小と接着面積の確保(接着強度の確保)との両方を実現することが可能となる。
このように、撮像レンズ4では、平面視したフランジ部4bの、外周囲4cにおける四辺のそれぞれの中点に位置する部位4mの厚みTを、従来の撮像レンズ4よりも狭くすることが出来る。このため、厚みTを狭くした分のスペースを、マグネット10a,10bを配置するための面積に加えることが可能になる。
従って、本実施形態のカメラモジュール100では、マグネット10a,10bの厚みLmを、従来のカメラモジュールよりも厚く出来るので、後述するように、リフロー環境下の温度に対応する時の対策が取りやすくなる。
図1において、レンズホルダ7の内側における穴7hのサイズは、レンズバレル5の外形サイズよりもやや大きくし、レンズホルダ7の中央に、レンズバレル5が装着される。レンズホルダ7の軸心は、撮像レンズ4の光軸およびレンズバレル5の軸心に一致している。レンズバレル5の外形、レンズホルダ7の穴7hの形状がこのように矩形状であるため、従来のカメラモジュールで広く採用されている、ねじによって高さ調整する構造は、採用できない(採用が困難である)。レンズホルダ7内において、レンズバレル5は摺動可能であり、ねじを設けなくてもレンズバレル5の高さ調整が可能となる。
レンズバレル5を装着した後、レンズバレル5の光軸方向の位置(高さ)が調整され、その後、レンズホルダ7とレンズバレル5とが接着剤等で固定される。接着剤としては、例えば、熱硬化型のUV接着剤、または、嫌気性のUV接着剤を用いるのが好ましい。レンズバレル5の光軸方向の位置を調整する理由については後述する。
レンズホルダ7の外周端部には、コイル8が固定されている。一方、ヨーク9の内側面には、コイル8と対向するように、マグネット10a,10bが固定されており、ヨーク9とマグネット10a,10bとにより磁気回路を構成している。
ベース12は、レンズ駆動装置2の底部を構成しており、撮像素子6を取り囲むセンサーカバーの役を兼ねている。このように、ベースとセンサーカバーとを一体化した構成とすることにより、部品点数を削減できるとともに、部材の積み重ねによる高さ精度の悪化を防止できる。ベース12の中央部には、光路を確保するために開口部13が形成されている。
レンズ駆動装置2は、コイル8とマグネット10a,10bとにより発生させた電磁力により、撮像レンズ4を光軸方向に駆動する。具体的には、本実施形態では、マグネット10a,10bによって形成される磁場の中に位置するコイル8に、電流を流す。上記電流を流すことで発生する力(電磁力)によって、レンズホルダ7を光軸方向に駆動することが可能となる。従って、レンズホルダ7の内側に収容された撮像レンズ4を、光軸方向に駆動することが可能となる。
また、本実施形態のレンズ駆動装置2では、レンズホルダ7の上下面(天面および底面)には、図示しない板ばねが設けられており、上記可動部を光軸方向に移動可能に支持している。なお、図4に示すように、カメラモジュール100が組み立てられた状態では、レンズホルダ7の底面に形成された突起7aが、ベース12に当接しつつ、板ばねの弾性力により、レンズホルダ7は下方向に与圧がかけられている。レンズホルダ7が、図4に示すようにベース12に当接した位置が、無限遠側のメカ端位置となる。無限遠側のメカ端位置においては、無限遠にある被写体に対して合焦するように撮像レンズ4の光軸方向の位置を調整する必要がある。調整方法については前述の通りであり、レンズバレル5の光軸方向の位置を調整することにより、撮像レンズ4の光軸方向の位置が調整される。
撮像素子6は、レンズ駆動装置2で形成された被写体像を、電気信号に変換する素子である。つまり、レンズ駆動装置2の撮像レンズ4を通して受光した光を、電気信号に変換するセンサデバイスである。
撮像素子6は、例えば、CCD(charge coupled device:電荷結合デバイス)またはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor:相補性金属酸化膜半導体)センサICである。撮像素子6の表面(上面)には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光部(図示せず)が形成されている。この受光部は、レンズ駆動装置2から入射される光を結像する領域であり、画素エリアとも言い換えられる。
撮像素子6は、上記受光部に入射した光(すなわち上記画素エリアに入射した光)を結像することにより形成された被写体像を、電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、この受光部で、光電変換が行われる。撮像素子6の動作は、図示しないDSP(Digital Signal Processor:ディジタル信号処理装置)で制御され、撮像素子6で生成された画像信号は、DSPで処理される。
基板部3は、図示しないパターニングされた配線を有する。この配線によって、基板部3と撮像素子6とが互いに電気的に接続される。基板部3は、例えば、プリント基板またはセラミック基板などである。基板部3には、図示しない撮像素子6周辺の回路部品も搭載されるが、上記回路部品は、基板部3の表面に搭載されていても良いし、基板部3の内部に内蔵されていても良い。
このように、撮像素子6に入射した光が光電変換され、変換された電気信号が基板部3を介して、図示しない制御回路(例えば上記DSP)等に入力され、上記制御回路において画像信号として取り出される。
ベース12の撮像素子6側の面には、IRカットフィルター14が設けられている。また、ベース12の下側面には凸部12aが形成されており、この凸部12aが撮像素子6の上面に当接する基準面を形成している。
このように、本実施形態では、レンズ駆動装置2を直接、撮像素子6面に載置するチップ当て構造を採用している。すなわち、基板部3上に撮像素子6が設置され、その撮像素子6上に直接、レンズ駆動装置2が設置された構成となっている。
レンズ駆動装置2が搭載された際の高さは、撮像素子6の上で撮像素子6と当接する凸部12aの高さによって決まる。このため、ベース12の下面側、すなわちベース12と基板部3との間には若干の隙間が設けられており、この隙間を充填するように接着剤15が設けられている。
本実施形態のカメラモジュール100では、上述したチップ当て構造を採用する。これにより、チップ面に対してベース12とレンズホルダ7とを介した状態で、レンズバレル5および撮像レンズ4が取り付けられる。このため、基板部3の反りの影響等を受けることなく、撮像素子6に対するチルトがより低い状態で、撮像レンズ4を取り付けることが可能となる。
特に、後述するように撮像レンズ4の高さ位置を調整せず、部材精度だけで位置決めするような方式の場合には、チルトに対して有効な構造になるとともに、高さ位置の高精度化に対しても大いに有効な構造となる。
(カメラモジュールの第二の実施形態)
次に、本発明の他の実施の形態について、図5および図6に基づいて説明する。
図5は、本実施形態のカメラモジュール200の斜視図である。図5のカメラモジュール200のA−A矢視断面図で示される構造は、図4と同じ構造であり、説明を省略する。また、本実施形態のカメラモジュール200における、図4のB−B矢視断面図に相当する図が図6である。図3及び図4に記載の部材と同じ働きを有する部材に対しては、同じ参照符号を与えて説明する。
図4のカメラモジュール100と図6のカメラモジュール200との異なる点について、図4のカメラモジュール100においては、矩形状の撮像レンズ4の二辺に沿ってヨーク9が配置されていた。これに対して、図6のカメラモジュール200においては、矩形状の撮像レンズ4の四辺(二組の対向し合う辺)それぞれに沿ってヨーク9が配置されている。
図6のカメラモジュール200では、コーナー部にデッドスペースが生じ、フットプリント(占有スペース)の点では図2のカメラモジュールよりも不利であるが、四つの上記コーナー部にそれぞれヨーク9を配置する構造よりは省スペース化が可能である。
また、推力の発生箇所が四箇所となるため、高推力化を図ることができる。また、図5からわかるように、推力の発生箇所が四箇所ある従来のカメラモジュールと同様に、投影形状はほぼ正方形とすることができる。
(カメラモジュールの第三の実施形態)
次に、本発明のさらに別の実施の形態について、図7に基づいて説明する。
図7は、本実施形態のカメラモジュール300の、図4に相当する断面図である。図4に記載の部材と同じ働きを有する部材に対しては、同じ参照符号を与えて説明する。
図4のカメラモジュール100と図7のカメラモジュール300との異なる点は、レンズバレル5の形状、および、レンズバレル5のレンズホルダ7への取り付け構造である。本実施形態では、部品の高精度化を図ることによってフォーカス調整を行わない組立構造を採用している。
本実施形態では、レンズホルダ7が無限遠側のメカ端に位置している状態において、レンズバレル5もベース12に当接しており、このような状態でレンズバレル5がレンズホルダ7に接着固定されている。この状態で合焦状態となるように、撮像レンズ4はレンズバレル5に対して高精度に取り付けられるか、あるいは、若干の取り付け誤差を見込んで、わずかにストロークした位置で合焦となるような位置に組み込まれている。ベース12は、図4と同様、撮像素子6上に直接載置され、高精度化が図られている。レンズバレル5がベース12に当接する構造を採用した上で、撮像レンズ4の取り付け位置を適宜調整するだけでよいので、フォーカス調整の工程が不要になり、加工コストの低減が可能となる。
(カメラモジュールの第四の実施形態)
次に、本発明のさらに別の実施の形態について、図12に基づいて説明する。
図12は、本実施形態のカメラモジュール400の、図4に相当する断面図である。図4に記載の部材と同じ働きを有する部材に対しては、同じ参照符号を与えて説明する。
図4は、カメラモジュールとして完成した状態を示している。これに対して、図12は組立途中段階でのレンズバレルが位置決めされた状態を示す断面図である。
図4のカメラモジュール100においては、レンズバレル5はレンズホルダ7内を摺動させ、光学的に最適位置を求めて固定することを想定している。
これに対して、図12のカメラモジュール400においては、レンズバレル5は治具を用いることにより、高さ方向において位置決めがなされている。
図12は、カメラモジュールにおいて、レンズ駆動装置2の底面側にIRカットフィルター14や撮像素子6、基板部3等が固定される前の状態を示しており、これらの部材の代わりにレンズ駆動装置2は高さ位置決め治具20上に搭載されている。
高さ位置決め治具20は、突出部20aを備えている。突出部20a上にレンズバレル5を当接させることで、レンズバレル5が所定の高さに位置決めされるように、突出部20aの高さが設定されている。
このように位置決めされた状態で、図示しない接着剤によりレンズバレル5をレンズホルダ7に固定することにより、レンズバレル5の位置が高精度で決められた上で、レンズバレル5が固定されることになる。
この後、高さ位置決め治具20を取り外し、レンズ駆動装置2の底面側にIRカットフィルター14を固定する。IRカットフィルター14の固定とともに、撮像素子6が搭載された基板部3に対して、レンズ駆動装置2のベース12の凸部12aが撮像素子6の上面に当接した状態で、レンズ駆動装置2と基板部3とを接着固定する。こうすることで、本実施形態のカメラモジュールが得られる。
〔コイル、ヨーク、マグネットの構造、リフロー環境下の温度への対応〕
次に、コイル、ヨーク、マグネットの構造と、リフロー環境下の温度への対応との関係について、図8〜図10を用いて説明する。図8は、本発明の実施形態に係るマグネット10a,10b、ヨーク9、コイル8の位置関係を示す斜視図である。図9は、本発明の実施形態に係るマグネット10a,10b、ヨーク9、コイル8の位置関係を示す側面図である。図10は、従来の発明の実施形態および本発明の実施形態における、マグネットの減磁曲線とパーミアンス係数との関係を説明するためのグラフである。
まずは、図10を用いて、リフロー温度での永久減磁について説明する。図10は、一般的なマグネットの減磁曲線を示している。図10からも明らかなように、減磁曲線は温度特性を有しており、高温になるにしたがって、磁束密度も磁界も低下する傾向がある。
特徴的な傾向としては、図10の例では、220℃において、kneeと呼ばれる屈曲点(kneeポイント)が減磁曲線上に生じるようになることである。もちろん、kneeが発生する温度、位置は、マグネットの材質やグレードによって異なる。
一般的に、Sm−Co系のマグネットでは屈曲点kneeが生じにくく、NdFeB系のマグネットでは生じやすい。また、マグネットのエネルギー積が小さい方が、屈曲点kneeの位置での磁束密度が小さくなる傾向がある。
マグネットを用いて磁気回路を構成した場合、磁気回路の構造、サイズ等によって決まるパーミアンス係数pが重要である。パーミアンス係数pの値にしたがって引いた直線と減磁曲線との交点が磁石の動作点となり、磁石の動作点の磁束密度が、屈曲点kneeにおける磁束密度よりも十分に大きければ、高温において一旦減磁するが、この減磁はかなりの可逆性を有しており、温度が低下するとほぼ元の状態に戻る。
一方、磁石の動作点の磁束密度が、屈曲点kneeにおける磁束密度とほぼ等しい場合、または、磁石の動作点の磁束密度が、屈曲点kneeにおける磁束密度よりも小さい場合には、高温での減磁の一部が不可逆減磁となり、温度が低下しても完全には元の磁気特性に戻らない永久減磁となり、レンズ駆動装置の性能を劣化させてしまうことになる。
リフローの条件は様々ではあるが、一般に、230℃から260℃程度の環境に10秒から数10秒程度さらされることになる。したがって、リフロー環境下の温度において永久減磁を生じさせないためには、マグネットの材質、グレードを的確に選択することも、リフローに対応させるための一つの方法である。
ここで、リフローに耐えることが出来るマグネットは一般に、屈曲点kneeの位置での磁束密度が小さくなるように、エネルギー積が小さくなる。このため、最初から(高温環境下に置かれる前から)磁気特性に係る性能が低下しているとも言える。このため、エネルギー積の減少による性能低下とは別に、磁気回路のパーミアンス係数pが高くなるように設計して、リフロー環境下の温度における磁石の動作点での磁束密度が、屈曲点kneeの磁束密度よりも十分に高くなるようにすることも、リフローに対応させるための一つの方法である。
マグネットの厚みをLm、マグネットの磁極面の表面積をAm、磁気ギャップの断面積をAg、磁気ギャップの長さをLg、漏れ係数をσ、起磁力損失係数をfで表すと、パーミアンス係数pは、
p=(Lm/Am)*(Ag/Lg)*(σ/f)
で表される。マグネットの磁極面が磁気ギャップ面になる場合はAm=Agとなる。このため、パーミアンス係数pを大きくするには、マグネットの厚みLmを大きくするか、マグネットの磁極面の表面積Amを小さくすればよいことになる。
本実施形態では、図9に示すように、マグネット10aとマグネット10bとを席奏して構成しすることにより、異なる磁極面を隣接して配置した2極マグネット構造を採用している。図9の例では、上側のマグネット10a(第1マグネット部)はN極がコイル8に対向し、下側のマグネット10b(第2マグネット部)はS極がコイル8に対向している(極性が異なる)。そのため、マグネット10aから出た磁束Φは、マグネット10aのN極からマグネット10bのS極に向かい、破線で示すようにコイル8を横切る。磁束Φが鎖交するコイル8に電流を流すと、フレミングの左手法則にしたがって電磁力が生じる。この例では、コイル8を可動部側に、ヨーク9とマグネット10a,10bを固定部側に配置しており、コイル8に電流を流すことによってコイル8が動く。
マグネット10a,10bの、コイル8とが対向する面と反対側の面には、磁性体からなるヨーク9が接して設けられており、ヨーク9はマグネット10a,10bの、光軸に垂直な面に先端が張り出した略コの字型形状(または略Uの字形状)となっている。このような構造にすることにより、コイル8、ヨーク9、およびマグネット10a,10bが構成する磁気回路の磁気抵抗をより低く出来るので、パーミアンス係数pをより高めることも可能となる。パーミアンス係数pは、磁気回路を構成する個々の部材の寸法にもよるが、p=1.5程度にまで高めることが可能である。
なお、マグネットを2極にせず、ヨークもコの字ではなく背面のみに配置する構造の場合、パーミアンス係数pは0.5以下程度となる。したがって、図9に示すような磁気回路構造を採用することにより、パーミアンス係数pを高めることができ、リフロー環境下の温度で屈曲点kneeが生じるようなマグネット10a,10bを用いた場合でも、永久減磁を極力引き起こさないようにすることが可能となる。
一方、図9に示されるような2極マグネット構造に対して、コイル8は、図8からわかるように穴あきの小判型形状(略楕円型形状)である。図9に示されるような位置では、コイル8の上下部分に流れる電流は、図9の矢印で示されるように互いに逆向きとなり、マグネット10a,10bからは逆向きの磁束が作用するため、電磁力はコイル8の上下部分のどちらにも同じ方向に作用することになる。電流および磁束が図9に示される状態では、コイル8は上に移動する。
なお、リフロー環境下の温度に対応するためには、コイル8も空芯ではなく、レンズホルダ7に対して直巻きすることが望ましい。コイル8として自己溶着線を用いた場合は、その溶着力は120〜130℃程度で半減する。すなわち、例えば230℃から260℃程度のリフロー温度では、コイル線同士の接着力は、ほとんどなくなってしまうので、空芯コイルでは、コイル線のばらけが生じる。したがって、コイル8として自己溶着線を用いた場合は、レンズホルダへの直巻きが必須である。
また、コイル8の端子の形成処理に半田を用いると、リフロー温度で半田が再溶融する可能性がある。端子の形成処理に用いる半田の溶融温度よりも低い溶融温度の半田をリフローに用いる、または、コイル8の端子の形成処理に半田を用いずに、リフロー用半田よりも高い温度で硬化する導電性ペーストを用いるなど、マグネット10a,10b以外の部分でもリフロー対応のための工夫が必要となる。
〔辺配置とコーナー配置〕
上記記載では、マグネット10a,10bは平面視で矩形状であったが、本発明の実施形態のカメラモジュールでは、平面視で三角形状のマグネット20を用いても良い。
図11(a)は、本発明の実施形態のカメラモジュールにおいて、平面視で三角形状のマグネット20を、平面視で矩形状の撮像レンズ4の各辺に沿って配置した辺配置を示す平面図である。Lは、平面視で矩形状の撮像レンズ4の一辺の長さである。
図11(b)は、従来のカメラモジュールにおいて、平面視で三角形状のマグネットを、平面視で矩形状の撮像レンズのコーナー(四隅)に配置したコーナー配置を示す平面図である。
図11(c)は、本発明の実施形態のカメラモジュールにおいて、平面視で矩形状のマグネット10a,10bを、平面視で矩形状の撮像レンズ4の一組の対向し合う辺に沿って配置した辺配置を示す平面図である。
図11(d)は、従来のカメラモジュールにおいて、平面視で矩形状のマグネット10a,10bを、平面視で矩形状の撮像レンズ4において向かい合う2つのコーナーに配置したコーナー配置を示す平面図である。
図11(a)〜(d)に示す各寸法に関して、隙間等の寸法は省略している。
図11(a)と図11(b)とを比較すると、図11(b)のコーナー配置よりも図11(a)の辺配置の方がカメラモジュールを小型化できる。図11(c)及び図11(d)についても同様であり、図11(d)のコーナー配置よりも図11(c)の辺配置の方がカメラモジュールを小型化できる。
平面視で三角形状のマグネット20では、頂点部分の厚みLmに比べて裾野部分の厚みが薄くなり、永久減磁が生じる可能性がマグネット10a,10bよりも高いが、コイルやヨークの形状・寸法を適宜設計してパーミアンス係数pを高めることにより、図11(a)に示すように平面視で三角形状のマグネット20を用いても良い。
(カメラモジュールの第五の実施形態)
次に、本発明のさらに別の実施の形態について、図13に基づいて説明する。
図13は、本実施形態のカメラモジュール500における、撮像レンズ4、レンズバレル5、及び、レンズホルダ7の形状を示す平面図である。
これまでの実施形態では、可動部にコイルを、固定部にマグネットを配置する形態で説明してきた。これに対して、図13のカメラモジュール500では、可動部にマグネットを配置するとともに、固定部にコイルと磁性体とを配置している。
図13の構成は、特許文献5の構成に近いが、搭載されているレンズの形状が異なっており、矩形レンズに適したマグネット、コイル等の配置を提案したものである。
図13の平面図から分かるように、レンズバレル5やレンズホルダ7は、平面視で矩形状である(厳密に言えば、レンズホルダ7は八角形状である)。
図13のカメラモジュール500では、4枚の平板状マグネット10がレンズホルダ7に固定されている。また、マグネット10に対向して、カメラモジュールの4箇所のコーナー部に、三角形状のコイル8が固定されている。
コイル8の中央部には磁性体21が設けられており、磁性体21マグネット10との間で磁気的吸引力が作用している。この磁気的吸引力が作用している状態で、コイル8に電流を流すことにより、マグネット10とコイル8との相互作用によってレンズホルダ7が光軸方向に移動可能となる。
レンズホルダ7を光軸方向に移動可能(可動)に支持するためのガイド構造としては、特許文献5と同様に、カバー11の内部に突出した突起11aがガイドとなる例を示している。しかし、本発明のガイド構造は、この構造に限定される訳ではなく、特許文献6のようにガイド軸を用いてガイドする構成でもかまわない。
このような構成とすることにより、磁気的吸引力を利用してレンズホルダ7の位置保持ができる。これとともに、ガイド軸と磁気的吸引力との相乗作用により、可動部と固定部との間に摩擦力が働く。このため、焦点位置が変化しない状況でのコイルへの通電が不要になり、低消費電力化が可能となる。
また、マグネットとして、例えば、特開平8−335508号公報で開示されているボンド磁石を用いることで、リフロー時におけるマグネットの熱減磁の影響を低減することができる。
ボンド磁石のようなマグネットには、マグネットの材料となる磁性粉同士をつなぐための樹脂材料が含まれる。このため、通常の焼結マグネットと比べて、どうしても磁気的なパワー(マグネットのエネルギー積)が低下してしまう。
しかしながら、磁気的吸引力や摩擦力によって、無通電時でも位置を維持できる構造にボンド磁石のようなマグネットを用いることで、パワー低下分を補填することが可能となる(電流を一時的に多く流しても、トータルの消費電力を抑えることが可能となる)。
なお、ボンド磁石は、フェライト磁石などの磁石を砕いてゴムやプラスチックに練り込んだ磁石である。
(カメラモジュールの第六の実施形態)
次に、本発明のさらに別の実施の形態について、図14に基づいて説明する。
図14は、本実施形態のカメラモジュール600における、撮像レンズ4、レンズバレル5、及び、レンズホルダ7の形状を示す平面図である。
図14のカメラモジュール600では、図13のカメラモジュール500と同様に、可動部にマグネットを、固定部にコイルと磁性体を配置している。図14の構成は、特許文献6の構成に近いが、搭載されているレンズの形状が異なっており、矩形レンズに適したマグネット、コイル等の配置を提案したものである。
図14の平面図から分かるように、レンズバレル5やレンズホルダ7は、平面視で矩形状である。4枚の平板状マグネット10がレンズホルダ7に固定されている。また、マグネット10に対向して、カメラモジュールのカバー11の内側全周に矩形状のコイル8が固定されている。
カバー11は磁性体で構成されており、カバー11とマグネット10との間で磁気的吸引力が作用している。この磁気的吸引力が作用している状態で、コイル8に電流を流すことで、マグネット10とコイル8の相互作用によってレンズホルダ7が光軸方向に移動可能となる。
レンズホルダ7を光軸方向に移動可能(可動)に支持するためのガイド構造としては、特許文献6と同様に、レンズホルダ7の2箇所の穴7a、7bに挿通された2本のガイド軸22が用いられている。しかし、本発明のガイド構造は、この構造に限定される訳ではなく、他の構成でもかまわない。
このような構成とすることにより、磁気的吸引力を利用してレンズホルダ7の位置保持ができる。これとともに、ガイド軸22(案内部)と磁気的吸引力との相乗作用により、可動部と固定部との間に摩擦力が働く。このため、焦点位置が変化しない状況でのコイルへの通電が不要になり、低消費電力化が可能となる。
また、マグネットとして、例えば、特開平8−335508号公報で開示されているボンド磁石を用いることで、リフロー時におけるマグネットの熱減磁の影響を低減することができる。
ボンド磁石のようなマグネットは、マグネットの材料となる磁性粉同士をつなぐための樹脂材料が含まれる。このため、通常の焼結マグネットと比べて、どうしても磁気的なパワー(マグネットのエネルギー積)が低下してしまう。
しかしながら、磁気的吸引力や摩擦力によって、無通電時でも位置を維持できる構造にボンド磁石のようなマグネットを用いることで、パワー低下分を補填することが可能となる(電流を一時的に多く流しても、トータルの消費電力を抑えることが可能となる)。
なお、ボンド磁石は、フェライト磁石などの磁石を砕いてゴムやプラスチックに練り込んだ磁石である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
また、ウエハレベルレンズを代表例として説明しているが、これに限定される訳ではなく、ダイシング等の手法により矩形状に形成されたレンズに対して適用されるべきものである。
本発明のカメラモジュールは、フットプリントを小さくすることが出来、さらに、リフローへの対応も考慮しているので、携帯用端末などの通信機器をはじめとする各種電子機器に搭載されるカメラモジュールに好適に用いることが出来る。
100,200,300,400,500,600 カメラモジュール
1 光学部
2 レンズ駆動装置(レンズ駆動部)
3 基板部
4 撮像レンズ
4a レンズ本体(レンズ部)
4b フランジ部
4c 外周囲
4d 内周囲
4m 中点に位置する部位
5 レンズバレル(レンズ保持部材)
6 撮像素子
7 レンズホルダ(ホルダ部)
7a 突起
8 コイル(電磁駆動手段)
9 ヨーク(電磁駆動手段)
10a,10b マグネット(電磁駆動手段)
10a マグネット(第1マグネット部)
10a マグネット(第2マグネット部)
11 カバー
12 ベース
12a 凸部
13 開口部
14 IRカットフィルター
15 接着剤
20 マグネット
21 磁性体
22 ガイド軸(案内部)
knee 屈曲点
p パーミアンス係数

Claims (11)

  1. 撮像レンズと、当該撮像レンズを保持するレンズ保持部材とを有する光学部と、
    上記撮像レンズを光軸方向に動かすレンズ駆動部に含まれ、上記レンズ保持部材を内部に保持し、レンズ駆動部の固定部に対して光軸方向に可動なホルダ部と、
    上記撮像レンズを通して入射された光を電気信号に変換する撮像素子と、
    上記撮像素子が搭載された基板部とを備えたカメラモジュールであって、
    上記レンズ駆動部は、マグネットとコイルとを用いて電磁力で撮像レンズを駆動する電磁駆動手段を有し、
    上記撮像レンズは、平面視で矩形状であり、
    上記矩形状の少なくとも一組の対向し合う辺のそれぞれに沿って、上記マグネットおよび上記コイルが配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
  2. 上記撮像レンズは、平面視で略円形状のレンズ部と、当該レンズ部の外側に形成されて外周囲が平面視で矩形状であるフランジ部とを有しており、
    平面視した上記フランジ部の、外周囲における四辺のそれぞれの中点に位置する部位の厚みは、平面視した上記フランジ部の四隅の厚みよりも薄い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. 上記マグネットは、第1マグネット部と第2マグネット部とを積層して構成されており、
    上記第1マグネット部の、上記コイルに対向する磁極と、上記第2マグネット部の、上記コイルに対向する磁極とは、極性が異なることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。
  4. 上記第1マグネット部および上記第2マグネット部の、上記コイルに対向する面とは反対側の面に、磁性体からなるヨークを備え、
    上記ヨークは、上記マグネットの、光軸に垂直な面に先端が張り出した、略コの字型形状をしていることを特徴とする請求項3に記載のカメラモジュール。
  5. 上記レンズ保持部材は、上記レンズ保持部材を搭載している上記ホルダ部の内部で摺動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。
  6. 上記レンズ保持部材は、上記ホルダ内部で摺動しながら高さ位置決め治具に当接させた状態で、上記ホルダに対して固定されることを特徴とする請求項5に記載のカメラモジュール。
  7. 上記レンズ駆動部は、上記撮像素子側の底面を形成するベース部材を有しており、
    上記レンズ保持部材は、上記レンズ保持部材が上記ベース部材に当接していることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。
  8. 上記マグネットおよび上記コイルは、上記撮像レンズにおける上記矩形状の一組の対向し合う辺のそれぞれにのみ配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。
  9. 上記マグネットは上記ホルダ部に設けられ、
    上記コイルは上記固定部に設けられるとともに、
    上記固定部の一部に磁性体を配していることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。
  10. 上記ホルダ部を光軸方向に可動に支持するための案内部を備えることを特徴とする請求項9に記載のカメラモジュール。
  11. 上記マグネットはボンド磁石であることを特徴とする請求項9または10に記載のカメラモジュール。
JP2011095432A 2010-07-02 2011-04-21 カメラモジュール Pending JP2012032778A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011095432A JP2012032778A (ja) 2010-07-02 2011-04-21 カメラモジュール
US13/170,742 US20120002102A1 (en) 2010-07-02 2011-06-28 Camera module
CN2011101836479A CN102314046A (zh) 2010-07-02 2011-07-01 照相机模块
TW100123398A TW201213920A (en) 2010-07-02 2011-07-01 Camera module
KR1020110065594A KR101241260B1 (ko) 2010-07-02 2011-07-01 카메라 모듈

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010152363 2010-07-02
JP2010152363 2010-07-02
JP2011095432A JP2012032778A (ja) 2010-07-02 2011-04-21 カメラモジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012032778A true JP2012032778A (ja) 2012-02-16

Family

ID=45399453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011095432A Pending JP2012032778A (ja) 2010-07-02 2011-04-21 カメラモジュール

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120002102A1 (ja)
JP (1) JP2012032778A (ja)
KR (1) KR101241260B1 (ja)
CN (1) CN102314046A (ja)
TW (1) TW201213920A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206590A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 Tdk株式会社 レンズ保持装置
JP2014206591A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 Tdk株式会社 レンズ保持装置
WO2016166857A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
JP2017107207A (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 ツインレンズモジュール
WO2017154781A1 (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 ミツミ電機株式会社 レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置
JP2018013782A (ja) * 2016-07-18 2018-01-25 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 レンズ駆動機構およびこれを備える電子機器
JP2018120115A (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Afモジュール、カメラモジュール、および、電子機器
JP2021524923A (ja) * 2019-04-30 2021-09-16 北京小米移動軟件有限公司Beijing Xiaomi Mobile Software Co.,Ltd. ポップアップ式撮影モジュール及び端末

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101349524B1 (ko) * 2012-06-29 2014-01-09 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
TWI485457B (zh) * 2012-09-07 2015-05-21 晶片上支撐架之模組結構
CN103716513A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 宏翔光电股份有限公司 芯片上支撑架的模块结构
CN104284060B (zh) * 2013-07-12 2019-07-02 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 相机模组
JP6388361B2 (ja) * 2014-01-28 2018-09-12 オリンパス株式会社 駆動ユニット、光学ユニット、撮像装置及び内視鏡
WO2016194128A1 (ja) * 2015-06-02 2016-12-08 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
CN110784629B (zh) * 2016-12-14 2021-06-29 华为技术有限公司 摄像单元、摄像头模组及移动终端
US11105962B2 (en) * 2018-01-25 2021-08-31 Tdk Taiwan Corp. Optical system and control method for the optical system
US11733538B2 (en) * 2019-12-10 2023-08-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Camera module
WO2021115604A1 (en) * 2019-12-12 2021-06-17 Huawei Technologies Co., Ltd. Voice coil actuator with multistep movement
US11428894B2 (en) 2020-02-04 2022-08-30 Hand Held Products, Inc. Discrete variable focus assemblies and apparatuses

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005122026A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Toshiba Corp レンズ鏡筒および撮像装置
JP2006237135A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Tdk Corp フィルタ内蔵型コネクタ
JP2008058659A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置
JP2008090008A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Nippon Chemicon Corp レンズ駆動装置
JP2009210859A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Sony Corp カメラモジュール
JP2009237193A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置
WO2010064620A1 (ja) * 2008-12-05 2010-06-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 撮像装置
JP2010139821A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7440201B2 (en) * 2003-04-16 2008-10-21 Nidec Sankyo Corporation Lens driving device and portable equipment with camera
CN101042459B (zh) * 2006-03-25 2010-06-02 深圳富泰宏精密工业有限公司 对焦结构
US7771132B2 (en) * 2006-08-04 2010-08-10 Tamron Co., Ltd. Shutter unit, shutter unit with built-in lens, and imaging apparatus
JP2008040114A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Tamron Co Ltd シャッタ装置およびこれを用いた撮像装置
US7972738B2 (en) * 2006-10-18 2011-07-05 Olympus Imaging Corp. Residual capacity detection method and residual capacity detection system for fuel cell battery
JP5008414B2 (ja) * 2007-02-13 2012-08-22 アルプス電気株式会社 レンズ駆動装置
JP2010112965A (ja) * 2007-02-21 2010-05-20 Panasonic Corp レンズ鏡筒
CN101285921A (zh) * 2007-04-13 2008-10-15 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 成像模组
KR100947949B1 (ko) 2008-06-27 2010-03-15 삼성전기주식회사 모바일 기기용 카메라모듈
KR20100005882A (ko) * 2008-07-08 2010-01-18 삼성전기주식회사 웨이퍼 레벨 카메라 모듈 및 그 제조방법
CN101770063B (zh) * 2009-01-07 2011-07-27 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 调焦模组制造方法
CN101959012B (zh) * 2009-07-17 2013-08-21 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 相机模组
TWI483055B (zh) * 2010-12-06 2015-05-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 相機模組

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005122026A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Toshiba Corp レンズ鏡筒および撮像装置
JP2006237135A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Tdk Corp フィルタ内蔵型コネクタ
JP2008058659A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置
JP2008090008A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Nippon Chemicon Corp レンズ駆動装置
JP2009210859A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Sony Corp カメラモジュール
JP2009237193A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置
WO2010064620A1 (ja) * 2008-12-05 2010-06-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 撮像装置
JP2010139821A (ja) * 2008-12-12 2010-06-24 Nidec Sankyo Corp レンズ駆動装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014206591A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 Tdk株式会社 レンズ保持装置
US9395510B2 (en) 2013-04-11 2016-07-19 Tdk Corporation Lens holding device for camera module
US9465230B2 (en) 2013-04-11 2016-10-11 Tdk Corporation Lens holding device
JP2014206590A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 Tdk株式会社 レンズ保持装置
JPWO2016166857A1 (ja) * 2015-04-15 2018-02-08 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
WO2016166857A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 オリンパス株式会社 光学ユニット及び内視鏡
US10653301B2 (en) 2015-04-15 2020-05-19 Olympus Corporation Optical unit and endoscope
JP2017107207A (ja) * 2015-12-08 2017-06-15 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 ツインレンズモジュール
WO2017154781A1 (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 ミツミ電機株式会社 レンズ駆動装置、カメラモジュール、及びカメラ搭載装置
JP2018013782A (ja) * 2016-07-18 2018-01-25 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 レンズ駆動機構およびこれを備える電子機器
JP6990054B2 (ja) 2016-07-18 2022-01-12 台湾東電化股▲ふん▼有限公司 レンズ駆動機構およびこれを備える電子機器
JP2018120115A (ja) * 2017-01-26 2018-08-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Afモジュール、カメラモジュール、および、電子機器
US11543621B2 (en) 2017-01-26 2023-01-03 Sony Semiconductor Solutions Corporation AF module, camera module, and electronic apparatus
JP2021524923A (ja) * 2019-04-30 2021-09-16 北京小米移動軟件有限公司Beijing Xiaomi Mobile Software Co.,Ltd. ポップアップ式撮影モジュール及び端末

Also Published As

Publication number Publication date
TW201213920A (en) 2012-04-01
CN102314046A (zh) 2012-01-11
KR101241260B1 (ko) 2013-03-15
KR20120003401A (ko) 2012-01-10
US20120002102A1 (en) 2012-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101241260B1 (ko) 카메라 모듈
US7590341B2 (en) Camera module
KR101825731B1 (ko) 광학 손떨림 보정 가능한 카메라 렌즈 모듈
JP5775166B2 (ja) ボイスコイルモーター及びその駆動方法
KR100850544B1 (ko) 모바일 기기용 엑츄에이터
WO2015104908A1 (ja) カメラモジュール
KR101221316B1 (ko) 자동초점 기능을 갖는 카메라 모듈
US11994668B2 (en) Camera module having conductive member electrically connected to lens outer frame and circuit substrate
JP6542059B2 (ja) レンズ駆動装置
CN117950248A (zh) 摄像头模块以及光学装置
JP2011039462A (ja) レンズ鏡筒、カメラモジュール及び撮像装置
KR101190254B1 (ko) 멤스 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈
JP2021509967A (ja) 駆動機構、カメラモジュール及び電子機器
KR102608087B1 (ko) 렌즈 구동 장치, 카메라 모듈, 및 카메라 탑재 장치
KR20140111217A (ko) 렌즈 액츄에이터, 카메라 모듈 및 그 제조 방법
JP5146951B2 (ja) レンズ駆動装置
KR101431182B1 (ko) 모바일 기기용 렌즈 액추에이터
KR20110068504A (ko) 저가 제작 및 소형화가 가능한 렌즈 액츄에이터
KR101093738B1 (ko) 소형화 및 경량화가 가능한 렌즈 구동 장치
KR20100062657A (ko) 촬상 장치용 렌즈 액츄에이터
JP2011039463A (ja) レンズ鏡筒及び撮像装置
JP2009198948A (ja) レンズ駆動装置及びカメラ装置
KR100798862B1 (ko) 모바일 기기용 엑츄에이터
JP6549020B2 (ja) レンズ駆動装置
KR101677523B1 (ko) 멤스 액추에이터를 포함하는 카메라 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120619

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121120

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130416