JP2013222053A - カメラモジュールの駆動機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】板バネのバネ定数を安定化させレンズユニットを保持するホルダを筐体に対して安定して移動させる。
【解決手段】カメラモジュールの駆動機構1は筐体2Aと、筐体2内に移動自在に配置されレンズユニット26Aを収納するホルダ9と、ホルダ9に設けられたコイル8と、筐体2Aに設けられたヨーク6およびマグネット片7と、筐体2Aとホルダ9との間に介在された上部板バネ5および下部板バネ11とを備えている。上部板バネ5および下部板バネ11は外枠部5a、11aと、内枠部5b、11bと、スプリング部5c、11cとを有している。上部板バネ5および下部板バネ11の内枠部5b、11bに第2位置決め孔5B、11Bが設けられ、この第2位置決め孔5B、11B上に接着領域30が形成されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、カメラモジュールの駆動機構に係り、とりわけカメラ付携帯電話などのカメラ付き小型電子機器に用いることができるカメラモジュールの駆動機構に関する。
カメラ付携帯電話などにおいて、オートフォーカスやズーム等を目的として、コイルに流れる電流と、ヨーク及びマグネットにより構成された磁気回路の磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズユニットを変位させることができるカメラモジュールの駆動機構(ボイスコイルモーター)が知られている。
このようなカメラモジュールの駆動機構には、レンズユニットを保持しているホルダを筐体に光軸方向に変位可能に支持するための板バネが使用されている。
ところで板バネはレンズユニットを保持するホルダおよび筐体に取付けられるが、このため板バネにはホルダおよび筐体に取付けるための位置決め孔が設けられている。そしてホルダおよび筐体に設けられた位置決め突起を位置決め孔内に挿入することにより、板バネをホルダおよび筐体に位置決めすることができ、板バネはホルダおよび筐体に接着剤により接着される。
また板バネには、レンズユニットを保持するホルダを筐体に対して安定したバネ定数をもって移動自在に保持する機能が求められているが、板バネの位置決め孔と接着部との位置関係によっては板バネのバネ定数が安定せず、レンズユニットを保持するホルダを安定して移動することができないことがある。
一般に、バネ定数は以下の要因で決まると考えられる。
すなわちバネ定数を決定する要因としては、板バネの材料の厚さ、板バネの形状、板バネの長さ、板バネの材料の剛性が考えられる。
しかしながら、製品搭載時に安定したバネ定数を持つ板バネ(ボイスコイルモーターに搭載される板バネの製品毎のバネ定数が均一であるもの)を供給するためには、上記要因以外にも、搭載時の接着部分(接着剤が付く部分)のばらつきを減らし、バネ部の腕の長さ(可動部分の長さ)を精度良く揃える必要であり、かつしっかりと固定されていることが必要である。
特開2009−122360
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、板バネのバネ定数を安定化させ、レンズユニットを保持するホルダを筐体に対して安定して移動することができるカメラモジュールの駆動機構を提供することを目的とする。
本発明は、筐体と、光学系を構成するレンズユニットと、筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、ホルダに設けられたコイルと、筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、板バネのうち外枠部とスプリング部との間に板バネを筐体に取付ける第1位置決め孔を設け、この第1位置決め孔上に板バネを筐体側に接着剤により接着する接着領域を形成したことを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
本発明は、筐体と、光学系を構成するレンズユニットと、筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、ホルダに設けられたコイルと、筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、板バネのうち内枠部とスプリング部との間に板バネをホルダに取付ける第2位置決め孔を設け、この第2位置決め孔上に板バネをホルダに接着剤により接着する接着領域を形成したことを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
本発明は、第2位置決め孔は内枠部とスプリング部との間であって内枠部上に設けられ、内枠部の第2位置決め周囲が幅広に形成されていることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
本発明は、第2位置決め孔は内枠部とスプリング部との連結部から所定距離だけ離間していることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
本発明は、第2位置決め孔は内枠部との連結部側に延びる延長孔を有し、接着剤がこの延長孔内に進入することを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
本発明によれば、板バネの外枠部とスプリング部との間に第1位置決め孔を設け、この第1位置決め孔上に板バネの接着部を形成するか、あるいは板バネの内枠部とスプリング部との間に第2位置決め孔を設け、この第2位置決め孔上に板バネの接着部を形成した。このためスプリング部の端部を位置決めの基準位置とすることができ、かつこの位置決めの基準位置において板バネを接着することができるので、スプリング部により定まる板バネのバネ定数を安定化させることができる。
図1はカメラモジュールの駆動機構を示す分解斜視図。 図2はカメラモジュールの駆動機構に組込まれた上部板バネを示す平面図。 図3はカメラモジュールの駆動機構に組込まれた下部板バネを示す平面図。 図4(a)〜(e)は、上部板バネおよび下部板バネの第2位置決め孔を示す拡大図。 図5はカメラモジュールを示す概略側面図。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図5に示すように、本発明によるカメラモジュールの駆動機構1は、カバー2とベース13とからなる筐体2Aと、光学系を構成する複数のレンズ26からなるレンズユニット26Aと、筐体2A内に配置されレンズユニット26Aを収納してレンズユニット26Aの光軸方向へ移動可能なホルダ9と、ホルダ9の外周に設けられたコイル8と、筐体2Aのベース13に設けられコイル8に磁界を提供するヨーク6及びマグネット片7とを備えている。
また上部板バネ5は、筐体2Aのカバー2と、ヨーク6の上部との間に介在され、下部板バネ11は、筐体2Aのベース13とヨーク6の下部との間に介在されている。
そして下部板バネ11を介してコイル8に電流を流すことによりホルダ9に上方への力が作用し、レンズユニット26Aを上部板バネ5および下部板バネ11の力に抗して全体として上方へ持上げることができる(図5参照)。
また、入力する電流量を調整することにより、ホルダ9を上方へ移動させる力を変化させ、板バネの力とのバランスをとることで、ホルダ9の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
なお、図5に示すように、筐体2Aは、中間支持体21介して基体20上に固定され、中間支持体21には赤外線カットガラス22を保持するガラス板24が支持され、基体20上には撮像素子25が配置されている。
このように筐体2Aを有するカメラモジュールの駆動機構1と、赤外線カットガラス22とガラス板24とを支持する中間支持体21と、撮像素子25が配置された基体20とによりカメラモジュール1Aが構成されている。
なお、上記構成のうち、上部板バネ5は図2に示すように、筐体2A側の外枠部5aと、ホルダ9側の内枠部5bと、外枠部5aと内枠部5bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。また下部板バネ11は図3に示すように、筐体2A側の外枠部11aと、ホルダ9側の内枠部11bと、外枠部11aと内枠部11bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。
次にカメラモジュールの駆動機構1の各構成部分について、更に説明する。
上述のようにカバー2とベース13とからなる筐体2A内の空間には、レンズユニット26Aを保持しているホルダ9がレンズユニット26Aの光軸方向へ変位可能に収容されている。
ホルダ9の上下の各円筒縁部には、それぞれ上部板バネ5の内枠部5bと下部板バネ11の内枠部11bが取付けられており、上部板バネ5の外枠部5a(図2参照)は筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面に取付けられ、下部板バネ11の外枠部11a(図3参照)は筐体2Aのベース13に取付けられている。
上記ヨーク6には複数のマグネット片7が接着されており、アクチュエータ機構1の磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界内にコイル8が配置されている。このコイル8はホルダ9の外周に巻回されており、コイル8に電流を供給することによりホルダ9をレンズユニット26Aの光軸方向へ変位させることができる。なお、図5において、符号12により示す部材は外部電源からコイル8へ電流を供給するための導体(フレキシブルプリント基板等)であり、符号4により示す部材は上述のように上部板バネ5の上面に装着される調整板であり、上部板バネ5の厚みを調整するものである。
次に図2乃至図4および図6乃至図7により、上部板バネ5および下部板バネ11について更に述べる。
上部板バネ5は図2に示すように四角形状の外枠部5aと、ホルダ9側のリング状の内枠部5bと、外枠部5aと内枠部5bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。
また外枠部5aとスプリング部5cとの間に、上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面に取付ける際の位置決め孔として機能する第1位置決め孔5Aが設けられている。
この第1位置決め孔5Aは外枠部5aの4隅であってスプリング部5cとの連結部近傍に設けられている。第1位置決め孔5Aは筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して、上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面側に精度良く位置決めするものである。また第1位置決め孔5A上に上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第1位置決め孔5Aと重ねて形成されている。
また、上部板バネ5のうち内枠部5bとスプリング部5cとの間に、上部板バネ5をホルダ9に取付ける際の位置決め孔として機能する第2位置決め孔5Bが設けられている。
この第2位置決め孔5Bはリング状内枠部5bのうち、スプリング部5cとの連結部17近傍に設けられている(図2および図4(a)〜(e)参照)。第2位置決め孔5Bは、ホルダ9側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して上部板バネ5をホルダ9側に精度良く位置決めするものである。また第2位置決め孔5B上に上部板バネ5をホルダ9へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第2位置決め孔5Bと重ねて形成されている。
次に図4(a)〜(d)により、上部板バネ5の第2位置決め孔5Bについて更に説明する。上部板バネ5の第2位置決め孔5Bは上部板バネ5の内枠部5b上であって内枠部5bとスプリング部5cとの連結部17からわずかに所定距離lだけ離間した地点に設けられている(図4(a))。
なお、内枠部5bのうち第2位置決め孔5Bの周囲を幅広に形成して幅広部18を設け、この幅広部18により第2位置決め孔5B周囲の内枠部5bの強度を向上させてもよい(図4(b)(c))。
また内枠部5bのうち第2位置決め孔5Bの周囲を幅広に形成して幅広部18を設け、この第2位置決め孔5B周囲の内枠部5bの強度を向上させるとともに、第2位置決め孔5Bにスプリング部5cとの連結部17側に延びる延長孔19を設けてもよい(図4(d)(e))。この場合、延長孔19内に接着剤が進入し、連結部17近傍で上部板バネ5を堅固に固定することができる。また延長孔19の形状は連結部17側へ先細状となるように形成されているが(図4(d))、延長孔19の形状を連結部17側へ向って同一幅で延びるよう形成してもよい(図4(e))。
このように上部板バネ5の外枠5aのうちスプリング部5cとの連結部近傍に第1位置決め孔5Aを設け、内枠5bのうちスプリング部5cとの連結部17近傍に第2位置決め孔5Bを設け、更に第1位置決め孔5Aおよび第2位置決め孔5B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、バネ性をもつスプリング部5cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部5cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
このように上部板バネ5のスプリング部5cの両端部を筐体2Aおよびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ固定することにより、スプリング部5cのバネ定数を安定化させることができる。
次に下部板バネ11について、図3および図4(a)〜(e)により説明する。この場合、下部板バネ11は、上部板バネ5と略同一形状を有するため、図4(a)〜(e)に上部板バネ5と下部板バネ11の双方を示す。
下部板バネ11は図3に示すように筐体2A側の四角形状の外枠部11aと、ホルダ9側のリング状内枠部11bと、外枠部11aと内枠部11bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部11cとを有している。
また外枠部11aとスプリング部11cとの間に、下部板バネ11を筐体2Aのベース13に取付ける際の位置決め孔として機能する第1位置決め孔11Aが設けられている。
この第1位置決め孔11Aは外枠部11aの4隅であってスプリング部11cとの連結部近傍に設けられている。第1位置決め孔11Aは筐体2Aのベース13側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して、下部板バネ11を筐体2Aのベース13側に精度良く位置決めするものである。また第1位置決め孔11A上に下部板バネ11を筐体2Aへ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第1位置決め孔11Aと重ねて形成されている。
また、下部板バネ11のうち内枠部11bとスプリング部11cとの連結部17近傍に、下部板バネ11をホルダ9に取付ける際の位置決め孔として機能する第2位置決め孔11Bが設けられている。
第2位置決め孔11Bはリング状内枠部11bのうち、スプリング部11cとの連結部17近傍に設けられている(図3および図4(a)〜(e)参照)。第2位置決め孔11Bは、ホルダ9側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して下部板バネ11をホルダ9側に精度良く位置決めするものである。また第2位置決め孔11B上に下部板バネ11をホルダ9へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第2位置決め孔11Bと重ねて形成されている。
次に図4(a)〜(e)により、下部板バネ11の第2位置決め孔11Bについて更に説明する。下部板バネ11の第2位置決め孔11Bは下部板バネ11の内枠部11b上であって内枠部11bとスプリング部11cとの連結部17からわずかに所定距離lだけ離間した地点に設けられている(図4(a))。
なお、内枠部11bのうち第2位置決め孔11Bの周囲を幅広に形成して幅広部18を設け、この幅広部18により第2位置決め孔11B周囲の内枠部11bの強度を向上させてもよい(図4(b)(c))。
また内枠部11bのうち第2位置決め孔11Bの周囲を幅広に形成して幅広部18を設け、この第2位置決め孔11B周囲の内枠部11bの強度を向上させるとともに、第2位置決め孔11Bにスプリング部11cとの連結部17側に延びる延長孔19を設けてもよい(図4(d)(e))。この場合、延長孔19内に接着剤が進入し、連結部17近傍で下部板バネ11を堅固に固定することができる。また延長孔19の形状は連結部17側へ先細状となるように形成されているが(図4(d))、延長孔19の形状を連結部17側へ向って同一幅で延びるよう形成してもよい(図4(e))。
このように下部板バネ11の外枠11aのうちスプリング部11cとの連結部近傍に第1位置決め孔11Aを設け、内枠11bのうちスプリング部11cとの連結部17近傍に第2位置決め孔11Bを設け、更に第1位置決め孔11Aおよび第2位置決め孔11B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、バネ性をもつスプリング部11cの両端部を筐体2Aのベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部11cの両端部を筐体2Aのベース13およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
このように下部板バネ11のスプリング部11cの両端部を筐体2Aおよびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ固定することにより、スプリング部11cのバネ定数を安定化させることができる。
また図3において、下部板バネ11の外枠11aには外部の電源に接続される接続端子11eが設けられ、内枠11bにはコイル8側に接続される接続端子11dが設けられ、外部の電源から下部板バネ11を介してコイル8側へ電流を流すことができる。
ところで、図3に示すように、外枠部11aは、互いに離間した一対の外枠部材11a、11aからなっており、これにより接続端子11e、11e同士が短絡しないようになっている。また、内枠部11bは、互いに離間した一対の内枠部材11b、11bからなっており、これにより接続端子11d、11d同士が短絡しないようになっている。
次に上部板バネ5および下部板バネ11の材料について述べる。上部板バネ5および下部板バネ11はいずれも銅合金(ベリリウム銅、ニッケル錫銅、チタニウム銅、その他銅合金など)からなる金属板をエッチング加工もしくは打抜き加工して作製される。コイル8へ外部電源からの電流を流す導体の一部として使用する場合は、導電率のよい材料が好ましい。また、バネ特性の観点からは、硬度もしくは引張強度が重視されることもあり、コイル8へ外部電源からの電流を流す導体の一部として使用しない場合は、ステンレス合金(SUS304、SUS316、TS−4など)などの硬い金属板から上部板バネ5および下部板バネ11を作製してもよい。
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
まず下部板バネ11を介してコイル8に電流を流す。このことによりホルダ9に上方への力が作用し、レンズユニット26Aを上部板バネ5および下部板バネ11の力に抗して全体として上方へ持上げることができる(図5参照)。また、コイル8に流す電流量を調整することにより、ホルダ9を上方へ移動させる力を変化させ、上部板バネ5および下部板バネ11の力とのバランスをとることで、ホルダ9の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
この場合、上部板バネ5および下部板バネ11の外枠部5a、11aのうちスプリング部5c、11cとの連結部近傍に第1位置決め孔5A、11Aを設け、内枠部5b、11bのうちスプリング部5c、11cとの連結部17近傍に第2位置決め孔5B、11Bを設け、更に第1位置決め孔5A、11Aおよび第2位置決め孔5B、11B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、上部板バネ5および下部板バネ11のバネ性をもつスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
このように上部板バネ5および下部板バネ11のスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ堅固に固定することにより、スプリング部5c、11cのバネ定数を安定化させることができる。
このことにより安定したバネ特性をもつカメラモジュールの駆動機構を得ることができる。
具体的には、下部板バネ11を介してコイル8に電流を流すことにより、電流とマグネット7の磁界とで相互作用が起こり、ホルダ9が上下移動する。このとき上部板バネ5および下部板バネ11は、バネ定数kに応じてホルダ9の動きを抑制する。
この場合、(i)コイル8に流す電流、(ii)マグネット7のもつ磁力、(iii)上部板バネ5および下部板バネ11のもつバネ定数からなる3つの要素(i)(ii)(iii)に基づいて、ホルダ9の上下移動およびその位置調整を行なってレンズユニット26Aによる焦点を調整することができる。
従って、精度良くレンズユニット26Aによる調整を行なうためには、上記3つの要素(i)(ii)(iii)、とりわけ要素(iii)を精度良く定め、かつ安定して設計することが求められている。
本発明によれば、上述のように、スプリング部5c、11cのバネ定数を安定化させることにより、上記3つの要素(i)(ii)(iii)のうち、とりわけ(iii)上部板バネ5および下部板バネ11のバネ定数の安定化を図ることができる。このことにより、ホルダ9の上下移動およびその位置調整を精度良く行なって、レンズユニット26Aによる焦点を精度良く調整することができる。
1 カメラモジュールの駆動機構
1A カメラモジュール
2 カバー
2A 筐体
3 ストッパ
4 架橋部支持部材
5 上部板バネ
5a 外枠部
5b 内枠部
5c スプリング部
5A 第1位置決め孔
5B 第2位置決め孔
6 ヨーク
7 マグネット片
8 コイル
9 ホルダ
11 下部板バネ
11a 外枠部
11b 内枠部
11c スプリング部
11A 第1位置決め孔
11B 第2位置決め孔
12 フレキシブルプリント基板
13 ベース
17 連結部
18 幅広部
20 基体
21 中間支持体
22 赤外線カットガラス
24 ガラス板
25 撮像素子
26 レンズ
26A レンズユニット
30 接着領域

Claims (5)

  1. 筐体と、
    光学系を構成するレンズユニットと、
    筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、
    ホルダに設けられたコイルと、
    筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、
    筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、
    板バネのうち外枠部とスプリング部との間に板バネを筐体に取付ける第1位置決め孔を設け、この第1位置決め孔上に板バネを筐体側に接着剤により接着する接着領域を形成したことを特徴とするカメラモジュールの駆動機構。
  2. 筐体と、
    光学系を構成するレンズユニットと、
    筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、
    ホルダに設けられたコイルと、
    筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、
    筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間のスプリング部とを有する板バネとを備え、
    板バネのうち内枠部とスプリング部との間に板バネをホルダに取付ける第2位置決め孔を設け、この第2位置決め孔上に板バネをホルダに接着剤により接着する接着領域を形成したことを特徴とするカメラモジュールの駆動機構。
  3. 第2位置決め孔は内枠部とスプリング部との間であって内枠部上に設けられ、内枠部の第2位置決め周囲が幅広に形成されていることを特徴とする請求項2記載のカメラモジュールの駆動機構。
  4. 第2位置決め孔は内枠部とスプリング部との連結部から所定距離だけ離間していることを特徴とする請求項2記載のカメラモジュールの駆動機構。
  5. 第2位置決め孔は内枠部との連結部側に延びる延長孔を有し、接着剤がこの延長孔内に進入することを特徴とする請求項4記載のカメラモジュールの駆動機構。
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