JP2014089265A - Method to assemble camera module and camera module - Google Patents

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Naotsugu Ogawa
尚嗣 小川
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Sharp Corp
シャープ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method to assemble a camera module that linearly drives from an INF position to a macro position.SOLUTION: A stroke characteristic of a camera module is surveyed, and quantity of excessive INF containing a dynamic tilt region is calculated. According to the calculated quantity of excessive INF, a reference surface of an optical part or a moving part is corrected, and a lens initial position is adjusted.

Description

本発明は、ダイナミックチルト領域を使用しないカメラモジュールの組み立て方法およびカメラモジュールに関する。   The present invention relates to a camera module assembling method and a camera module that do not use a dynamic tilt region.
近年、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カメラモジュールを、携帯電話等の小型電子機器に搭載する例が増加している。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、超音波振動(例えば圧電素子により発生させる)を利用するタイプ、およびVCM(Voice Coil Motor:ボイスコイルモータ)タイプなど、様々なタイプが存在する。   In recent years, an example in which a camera module that exhibits an autofocus function by a lens driving device is mounted on a small electronic device such as a mobile phone is increasing. There are various types of lens driving devices such as a type using a stepping motor, a type using ultrasonic vibration (for example, generated by a piezoelectric element), and a VCM (Voice Coil Motor) type.
また、携帯電話等の小型電子機器では、一眼レフカメラなどのように、別途オートフォーカス用撮像素子(測光用センサ)を搭載することができない。そのため、撮像して得られた画像情報処理からレンズ最適位置を算出することによって、オートフォーカス機能を実現している。オートフォーカス制御アルゴリズムには、コントラスト方式、および色収差方式などが存在し、すでに市場に流通している。   In addition, a small electronic device such as a mobile phone cannot be equipped with a separate autofocus imaging device (photometric sensor) like a single-lens reflex camera. Therefore, the autofocus function is realized by calculating the optimum lens position from the image information processing obtained by imaging. There are a contrast method, a chromatic aberration method, and the like in the autofocus control algorithm, which are already on the market.
これらのレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールと、オートフォーカス制御アルゴリズムとによって、オートフォーカス機能を発揮するカメラモジュールが実現されている。しかし、オートフォーカス機能を備えたカメラモジュールでは、レンズの初期位置の取り付け時に、レンズ駆動装置の組み立て誤差が発生する。撮像レンズは、無限遠(INF)側からマクロ側のいずれの位置でも適切に合焦するように、初期状態において取り付けられなければならない。したがって、誤差を調整するために、INF位置とマクロ位置を探す初期フォーカス調整が必要になる。   A camera module that exhibits an autofocus function is realized by a camera module equipped with these lens driving devices and an autofocus control algorithm. However, in a camera module having an autofocus function, an assembly error of the lens driving device occurs when the initial lens position is attached. The imaging lens must be mounted in the initial state so that it is properly focused at any position from the infinity (INF) side to the macro side. Therefore, in order to adjust the error, initial focus adjustment for searching for the INF position and the macro position is necessary.
ステッピングモータまたは圧電素子を利用するレンズ駆動装置の初期フォーカス調整では、予め撮像レンズが組み込まれたレンズ駆動装置の可動部を駆動しながら、INF位置とマクロ位置を探す。   In the initial focus adjustment of the lens driving device using a stepping motor or a piezoelectric element, the INF position and the macro position are searched while driving the movable portion of the lens driving device in which the imaging lens is previously incorporated.
一方、VCM方式のレンズ駆動装置は、レンズ駆動装置の可動部を、ばねによって支持する構造となっている。このため、レンズ駆動装置に対するレンズの取り付け位置誤差を吸収するために、INF位置とマクロ位置との間のストロークが大きくなると、そのばねの反発力も大きくなる。その結果、可動部に多大な推力が必要になること、および、ばねの変形量が大きくなるために、ばねに多大な歪を与えることなどの問題が生じる。このため、VCM方式では、ステッピングモータ、および圧電素子を利用するレンズ駆動装置の初期フォーカス調整のように、ストロークの中においてINF位置を探すような方法が用いられることは少ない。   On the other hand, the lens driving device of the VCM system has a structure in which the movable part of the lens driving device is supported by a spring. For this reason, when the stroke between the INF position and the macro position is increased in order to absorb the lens mounting position error with respect to the lens driving device, the repulsive force of the spring is also increased. As a result, problems such as a large amount of thrust required for the movable part and a large amount of deformation of the spring cause a large strain on the spring. For this reason, in the VCM system, a method of searching for the INF position in the stroke is rarely used, such as initial focus adjustment of a lens driving device using a stepping motor and a piezoelectric element.
そこで、VCM方式のレンズ駆動装置では、可動部の内側面に雌ねじを形成し、その雌ねじに合うように、レンズを搭載したレンズバレルの外側面に雄ねじを形成する。そして、初期フォーカス調整前に、可動部がINF側に押圧されている状態(電流ゼロ状態)にする。そして、初期フォーカス調整では、可動部に対してレンズバレルをねじ込むことによって、INF側の初期位置を調整する。この可動部を、電流ゼロ状態においてINF位置に高精度に取り付ける組み立て方法が、特許文献1に開示されている。   Therefore, in the VCM type lens driving device, a female screw is formed on the inner surface of the movable portion, and a male screw is formed on the outer surface of the lens barrel on which the lens is mounted so as to match the female screw. Then, before the initial focus adjustment, a state where the movable part is pressed toward the INF side (current zero state) is set. In the initial focus adjustment, the initial position on the INF side is adjusted by screwing the lens barrel into the movable part. An assembly method for attaching the movable part to the INF position with high accuracy in a current zero state is disclosed in Patent Document 1.
図20は、従来の特許文献1に係るカメラモジュールの分解斜視図である。カメラモジュール201では、レンズを保持するレンズホルダ202が、板ばね203、204により支持される。また、カメラモジュール201は、レンズホルダ202に固定されるコイル205と、コイル205に対向して配置されるマグネット206とを用いて、レンズホルダ202をレンズの光軸方向に駆動する。レンズケース207の外周面(外側面)には、ねじ山208が形成されている。ねじ山208は、レンズホルダ202の内周面に形成されたねじ山と係合し、レンズケース207の位置調整に利用される。レンズケース207は、イメージセンサ209との距離が最適となるように、初期調整される。   FIG. 20 is an exploded perspective view of a conventional camera module according to Patent Document 1. In FIG. In the camera module 201, a lens holder 202 that holds a lens is supported by leaf springs 203 and 204. The camera module 201 drives the lens holder 202 in the optical axis direction of the lens using a coil 205 fixed to the lens holder 202 and a magnet 206 disposed opposite to the coil 205. A screw thread 208 is formed on the outer peripheral surface (outer surface) of the lens case 207. The screw thread 208 engages with a screw thread formed on the inner peripheral surface of the lens holder 202 and is used for adjusting the position of the lens case 207. The lens case 207 is initially adjusted so that the distance from the image sensor 209 is optimal.
また、特許文献2には、ねじ構造を設けず、製造時に初期位置設定のための初期フォーカス調整をねじでは行わないオートフォーカスカメラモジュールが開示されている。図21は、従来の特許文献2に係るカメラモジュールの断面図である。カメラモジュール100は、撮像光学系である光学部101と、光学部101を駆動するレンズ駆動装置102と、光学部101を経由した光の光電変換を行う撮像部103とから構成されている。上記撮像部103は、センサ部104と、センサ部104が実装される基板105とから構成されている。上部センサ部104は、ガラス基板120、センサチップ121およびセンサカバー122から構成されている。   Patent Document 2 discloses an autofocus camera module that does not provide a screw structure and does not perform initial focus adjustment for initial position setting at the time of manufacture with a screw. FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional camera module according to Patent Document 2. The camera module 100 includes an optical unit 101 that is an imaging optical system, a lens driving device 102 that drives the optical unit 101, and an imaging unit 103 that performs photoelectric conversion of light via the optical unit 101. The imaging unit 103 includes a sensor unit 104 and a substrate 105 on which the sensor unit 104 is mounted. The upper sensor unit 104 includes a glass substrate 120, a sensor chip 121, and a sensor cover 122.
上記光学部101は、複数の撮像レンズ106と、撮像レンズ106を保持するレンズバレル107とから構成されている。上記レンズバレル107は、レンズ駆動装置102内のレンズホルダ108に固定されている。上記レンズホルダ108は上下2枚のばね109a、109bにより、固定部に対して光軸方向可動に支持されている。また、レンズホルダ108の外周端部には、コイル110が固定されている。固定部は、ヨーク111、永久磁石112、カバー114およびベース115等から構成されている。上記レンズ駆動装置102は、センサカバー122上に搭載されている。上記レンズバレル107およびレンズホルダ108には、ねじが形成されていない。そのため、レンズホルダ108がINF側のメカ端に位置する状態において、レンズバレル107がセンサカバー122の上面に当接するように位置決めされている。そして、レンズバレル107とレンズホルダ108とが、接着剤124により接着固定されている。   The optical unit 101 includes a plurality of imaging lenses 106 and a lens barrel 107 that holds the imaging lenses 106. The lens barrel 107 is fixed to a lens holder 108 in the lens driving device 102. The lens holder 108 is supported by two upper and lower springs 109a and 109b so as to be movable in the optical axis direction with respect to the fixed portion. A coil 110 is fixed to the outer peripheral end of the lens holder 108. The fixed portion includes a yoke 111, a permanent magnet 112, a cover 114, a base 115, and the like. The lens driving device 102 is mounted on the sensor cover 122. The lens barrel 107 and the lens holder 108 are not formed with screws. Therefore, the lens barrel 107 is positioned so as to contact the upper surface of the sensor cover 122 in a state where the lens holder 108 is positioned at the mechanical end on the INF side. The lens barrel 107 and the lens holder 108 are bonded and fixed with an adhesive 124.
このような構成にすることにより、センサチップ121に対する撮像レンズ106の高さ位置は、センサカバー122の厚さ公差、およびレンズバレル107内における撮像レンズ106の取り付け位置公差等、僅かな公差しか含まれない。そのため、ねじを用いた高さ調整を行わなくても、高精度に撮像レンズ106の初期位置の位置決めを行うことが可能となり、初期位置設定のためのフォーカス調整工程の省略が可能となっている。   With this configuration, the height position of the imaging lens 106 with respect to the sensor chip 121 includes a slight tolerance such as a thickness tolerance of the sensor cover 122 and a mounting position tolerance of the imaging lens 106 in the lens barrel 107. I can't. Therefore, it is possible to position the initial position of the imaging lens 106 with high accuracy without performing height adjustment using a screw, and it is possible to omit the focus adjustment process for setting the initial position. .
特開2008−197313号(公開日:2008年8月28日)JP 2008-197313 (release date: August 28, 2008) 特開2010−134409号(公開日:2010年6月17日)JP 2010-134409 (Publication date: June 17, 2010)
しかし、従来の技術では、ストローク特性の一部に、非線形な領域であるダイナミックチルト領域が発生してしまうという問題がある。ダイナミックチルト領域とは、レンズ駆動装置個体に依存しており、ばね計数のバラつき、摩擦、慣性力等により、レンズ駆動装置の始動時に発生する領域である。このダイナミックチルト領域においては、レンズに傾きが発生するため、撮像画像に周辺ボケが発生してしまう。   However, the conventional technique has a problem that a dynamic tilt region, which is a non-linear region, is generated as part of the stroke characteristics. The dynamic tilt region depends on the individual lens driving device, and is a region generated when starting the lens driving device due to variations in spring count, friction, inertial force, and the like. In this dynamic tilt region, the lens is tilted, and peripheral blurring occurs in the captured image.
また、色収差方式を用いたオートフォーカス制御アルゴリズムでは、デフォーカスによるピンボケ画像になってしまうという問題もある。これは、色収差方式を用いたオートフォーカス制御アルゴリズムが、ストローク特性の傾きとRGB各色の収差比率を用いることにより、ピンポイントに合焦位置を算出するからである。そのため、非線形領域では、算出値と整合しないレンズ位置になってしまい、デフォーカスによるピンボケ画像になってしまう。このピンボケ画像を対策するには、非線形領域に限定した別処理を施す必要があり、オートフォーカス制御アルゴリズムが複雑化してしまう。   In addition, the autofocus control algorithm using the chromatic aberration method has a problem that a defocused image is generated due to defocusing. This is because the autofocus control algorithm using the chromatic aberration method calculates the focus position at the pinpoint by using the inclination of the stroke characteristics and the aberration ratio of each RGB color. Therefore, in the nonlinear region, the lens position does not match the calculated value, resulting in a defocused image due to defocusing. In order to deal with this out-of-focus image, it is necessary to perform another process limited to the non-linear region, which complicates the autofocus control algorithm.
特許文献1では、電流ゼロ状態においてINF側のレンズ位置を調整していることから、INF側からマクロ側のレンズ可動範囲において、始動時のダイナミックチルト領域が発生してしまう。また、ダイナミックチルトの発生量は、レンズ駆動装置個体に依存してバラつきがあるため、ある一定量の追加ねじ込みをするだけでは、確実にダイナミックチルト領域を回避できるとは限らない。   In Patent Document 1, since the lens position on the INF side is adjusted in a current zero state, a dynamic tilt region at the time of start occurs in the lens movable range from the INF side to the macro side. In addition, since the amount of dynamic tilt generated varies depending on the lens driving device, it is not always possible to avoid the dynamic tilt region by simply performing a certain amount of additional screwing.
特許文献2では、設計段階においてダイナミックチルト領域を回避するオーバーINF位置(無限遠点の合焦からさらにレンズが固体撮像側に近くなるマージン領域)にレンズ初期位置を設定することは可能である。しかし、ダイナミックチルトの発生量は、レンズ駆動装置個体に依存してバラつきがある。そのため、使用するレンズ駆動装置の最大ダイナミックチルト発生量を把握することによって、オーバーINF量を設定する必要がある。また、最大ダイナミックチルト発生量からレンズ初期位置を設定した場合、ダイナミックチルト発生量が少なかったレンズ駆動装置では、余分なストロークを駆動する必要が生じる。そのため、消費電流が増加してしまう。さらに、設計段階においてオーバーINF量を見極めないといけないので、オーバーINF量の見直し時には金型変更が発生してしまう。   In Patent Document 2, it is possible to set the initial lens position at an over-INF position (a margin area where the lens is closer to the solid-state imaging side after focusing on the infinity point) that avoids the dynamic tilt area at the design stage. However, the amount of dynamic tilt generated varies depending on the lens driving device. Therefore, it is necessary to set the over INF amount by grasping the maximum dynamic tilt generation amount of the lens driving device to be used. In addition, when the initial lens position is set from the maximum dynamic tilt generation amount, it is necessary to drive an extra stroke in the lens driving device in which the dynamic tilt generation amount is small. As a result, current consumption increases. Furthermore, since it is necessary to determine the over-INF amount at the design stage, a mold change occurs when the over-INF amount is reviewed.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものである。その目的は、INF位置からマクロ位置まで線形な駆動をするカメラモジュールの組み立て方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems. The object is to provide a method for assembling a camera module that linearly drives from the INF position to the macro position.
本発明に係るカメラモジュールの組み立て方法は、上記の課題を解決するために、
撮像レンズと撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
INF位置からマクロ位置まで撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
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を有する撮像部からなり、
上記レンズ駆動部は、上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備えており、
上記レンズ駆動部が、上記撮像レンズを駆動していない状態において、ダイナミックチルト領域を回避したオーバーINF位置に光学部が設置されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an assembling method of the camera module according to the present invention is as follows.
An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
A lens driving unit that drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position;
An imaging unit having an imaging device that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal,
The lens driving unit includes a movable unit that holds the optical unit therein and can move in the optical axis direction, and a fixed unit that does not change its position when driving the imaging lens.
In a state where the lens driving unit is not driving the imaging lens, an optical unit is installed at an over-INF position that avoids a dynamic tilt region.
本発明に係るカメラモジュールは、上記の課題を解決するために、
撮像レンズと、撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備え、INF位置からマクロ位置まで上記撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
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を有する撮像部と、
上記撮像レンズが上記INF位置に調整された状態において、上記レンズ駆動部を動作させながら測定した上記レンズ駆動部のストローク特性から算出されたオーバーINF量に応じた分だけ変更されたオーバーINF位置に、上記光学部が上記可動部に当接する基準位置を変更可能なピエゾ素子とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a camera module according to the present invention provides
An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
A movable part that holds the optical part inside and can move in the optical axis direction and a fixed part whose position does not vary when the imaging lens is driven, and drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position. A lens driving unit;
An imaging unit having an imaging device that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal;
In the state where the imaging lens is adjusted to the INF position, the over INF position is changed by an amount corresponding to the over INF amount calculated from the stroke characteristics of the lens drive unit measured while operating the lens drive unit. The optical unit includes a piezo element capable of changing a reference position at which the optical unit abuts on the movable unit.
本発明に係るカメラモジュールの組み立て方法は、レンズ駆動装置において、始動時に発生するダイナミックチルト領域を使用しないカメラモジュールを組み立てることができる。したがって、オートフォーカス制御アルゴリズムの簡素化、合焦スピードの向上、および周辺ぼけの防止などの優れた特性を有するカメラモジュールを製造することができるという効果を奏する。   The camera module assembling method according to the present invention can assemble a camera module that does not use the dynamic tilt region generated at the start in the lens driving device. Therefore, it is possible to manufacture a camera module having excellent characteristics such as simplification of the autofocus control algorithm, improvement of focusing speed, and prevention of peripheral blurring.
本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量に応じたねじ込みを実施した後のカメラモジュールの断面図である。In the 1st Embodiment of this invention, it is sectional drawing of the camera module after implementing screwing according to the amount of over INF. 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュールの光学部の基準面がINF位置にあり、ストローク特性を実測している図である。It is the figure which has the reference plane of the optical part of the camera module which concerns on the 1st Embodiment of this invention in an INF position, and has measured the stroke characteristic. 本発明の第1の実施形態において、光学部を上から見た図である。In the 1st Embodiment of this invention, it is the figure which looked at the optical part from the top. (a)は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュールの、ストローク特性を示すグラフであり、(b)は、本発明の第1の実施形態におけるコイルに流す電流と、(a)のグラフの傾きとの関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the stroke characteristic of the camera module which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (b) is the electric current sent through the coil in the 1st Embodiment of this invention, (a) It is a graph which shows the relationship with the inclination of this graph. 本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量に応じた追加ねじ込み実施後のストローク特性を示すグラフである。In the 1st embodiment of the present invention, it is a graph which shows the stroke characteristic after execution of additional screwing according to the amount of over INF. 本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量に応じた追加ねじ込み実施後に、光学部の基準面がINF位置にあるカメラモジュールの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the camera module in which the reference surface of the optical unit is at the INF position after additional screwing according to the over-INF amount in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量に応じた追加ねじ込み実施後に、光学部の基準面がマクロ位置にあるカメラモジュールの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the camera module in which the reference surface of the optical unit is in a macro position after additional screwing according to the over-INF amount in the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュールの組み立て方法の実施例1を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows Example 1 of the assembly method of the camera module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る、カメラモジュールの外観図である1 is an external view of a camera module according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュールの組み立て方法の実施例2を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows Example 2 of the assembly method of the camera module which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュールの組み立て方法の実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the Example of the assembly method of the camera module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュールの外観図である。It is an external view of the camera module which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る、小型化したピエゾ素子を有するカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module which has a miniaturized piezoelectric element based on the 2nd Embodiment of this invention. (a)は、図15のピエゾ素子に電圧を印加しない場合を示す図で、(b)は、図15のピエゾ素子に電圧を印加した場合を示す図である。(A) is a figure which shows the case where a voltage is not applied to the piezoelectric element of FIG. 15, (b) is a figure which shows the case where a voltage is applied to the piezoelectric element of FIG. 本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュールの、コイルに流す電流とストロークの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric current sent through a coil, and a stroke of the camera module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュールの組み立て方法の実施例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the Example of the assembly method of the camera module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来の特許文献1に係るカメラモジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the camera module which concerns on the conventional patent document 1. FIG. 従来の特許文献2に係るカメラモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the camera module concerning the conventional patent document 2. FIG.
〔実施形態1〕
本発明の第1の実施形態について、図1〜図6を参照して以下に説明する。
Embodiment 1
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(オーバーINF位置にレンズが設置されたカメラモジュール1)
図1は、本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量に応じたねじ込みを実施した後のカメラモジュールの断面図である。ここでは磁石およびコイルは説明不要のため、不図示である。カメラモジュール1の特徴について、図1を用いて説明する。
(Camera module 1 with a lens installed at the over-INF position)
FIG. 1 is a cross-sectional view of the camera module after screwing according to the over-INF amount in the first embodiment of the present invention. Here, magnets and coils are not shown because explanations are not necessary. Features of the camera module 1 will be described with reference to FIG.
図1に示すように、カメラモジュール1は、光学部11、可動部12、固定部13、および撮像部14を備えている。以下、光学部11の底面を光学部の基準面と称し、図において位置を示す点線は、光学部の基準面の位置を表すものとする。また、可動部12の底面を可動部の基準面と称する。   As shown in FIG. 1, the camera module 1 includes an optical unit 11, a movable unit 12, a fixed unit 13, and an imaging unit 14. Hereinafter, the bottom surface of the optical unit 11 is referred to as a reference surface of the optical unit, and the dotted line indicating the position in the drawing represents the position of the reference surface of the optical unit. Further, the bottom surface of the movable part 12 is referred to as a reference surface of the movable part.
図1では、可動部の基準面はINF側に押圧されており、光学部の基準面はINF位置31から、オーバーINF量34だけねじ込まれたレンズ初期固定位置33に設置されている。以下に、オーバーINF量34の算出方法、およびカメラモジュール1の組み立て方法を説明する。   In FIG. 1, the reference surface of the movable part is pressed to the INF side, and the reference surface of the optical part is installed from the INF position 31 to the lens initial fixing position 33 screwed by the over-INF amount 34. Below, the calculation method of the over INF amount 34 and the assembly method of the camera module 1 are demonstrated.
(カメラモジュール1の構成)
図2は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール1の断面図である。カメラモジュール1の構成について、図2を用いて説明する。
(Configuration of camera module 1)
FIG. 2 is a cross-sectional view of the camera module 1 according to the first embodiment of the present invention. The configuration of the camera module 1 will be described with reference to FIG.
光学部11は、撮像レンズ15と、撮像レンズ15を保持するレンズバレル16とを備えている。また、光学部11の外側面には雄ねじ部が形成されている。   The optical unit 11 includes an imaging lens 15 and a lens barrel 16 that holds the imaging lens 15. A male screw portion is formed on the outer surface of the optical portion 11.
可動部12は、コイルに電流を流すことによって光軸方向に移動する。その際に位置が変動しない固定部13と、可動部12とを合わせてレンズ駆動部と称する。また、可動部12の内側面には、光学部11の外側面の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。   The movable portion 12 moves in the optical axis direction by passing a current through the coil. In this case, the fixed portion 13 whose position does not change and the movable portion 12 are collectively referred to as a lens driving portion. Further, on the inner side surface of the movable portion 12, a female screw portion that is screwed with the male screw portion on the outer side surface of the optical portion 11 is formed.
撮像部14は、撮像レンズ15を通して入射した光を電気信号に変換する撮像素子を有している。   The imaging unit 14 includes an imaging element that converts light incident through the imaging lens 15 into an electrical signal.
(初期フォーカス調整方法)
図3は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール1の光学部の基準面がINF位置31にあり、ストローク特性を実測している図である。カメラモジュール1の初期フォーカス調整方法について、図3を用いて説明する。
(Initial focus adjustment method)
FIG. 3 is a diagram in which the reference plane of the optical unit of the camera module 1 according to the first embodiment of the present invention is at the INF position 31 and the stroke characteristics are actually measured. An initial focus adjustment method of the camera module 1 will be described with reference to FIG.
まず、光学部11を可動部12に取り付ける。次に、光学部11のねじ込みを実施する。その際、可動部12は、コイルに流す電流はゼロ、つまりINF側に押圧された状態にする。光学部11のねじ込みは、光学部の基準面がINF位置31になるように調整する。   First, the optical unit 11 is attached to the movable unit 12. Next, the optical unit 11 is screwed. At that time, the movable part 12 is in a state in which the current flowing through the coil is zero, that is, pressed to the INF side. The screwing of the optical unit 11 is adjusted so that the reference surface of the optical unit is at the INF position 31.
(ストローク特性の実測方法)
図4は、本発明の第1の実施形態において、光学部11を上から見た図である。カメラモジュール1のストローク特性を実測する方法を、図3および図4を用いて、説明する。
(Measurement method of stroke characteristics)
FIG. 4 is a view of the optical unit 11 viewed from above in the first embodiment of the present invention. A method of actually measuring the stroke characteristics of the camera module 1 will be described with reference to FIGS.
まず、ストロークを測定するためのレーザー変位計17を、図3のように設置し、光学部11の上面にレーザーを当てる。チルト測定のため、実測する点としては、レンズ駆動部に流す電流ごとに、図4の測定点18のように3点以上が望ましい。   First, a laser displacement meter 17 for measuring a stroke is installed as shown in FIG. 3, and a laser is applied to the upper surface of the optical unit 11. For tilt measurement, it is desirable that three or more points are actually measured as shown by measurement point 18 in FIG. 4 for each current flowing through the lens driving unit.
続いて、ストローク特性を実測する。初期フォーカス調整が終わった時点において、光学部の基準面はINF位置31に設置されている。この状態から、コイルに電流を流し、レンズ駆動装置を動作させる。その間のコイルに流す電流値と、レーザー変位計が測定するストロークが、ストローク特性となる。   Subsequently, the stroke characteristics are measured. When the initial focus adjustment is finished, the reference plane of the optical unit is set at the INF position 31. From this state, a current is passed through the coil to operate the lens driving device. The current value flowing through the coil during that time and the stroke measured by the laser displacement meter are stroke characteristics.
(オーバーINF量34の算出方法)
図5(a)は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール1の、ストローク特性を示すグラフであり、(b)は、本発明の第1の実施形態におけるコイルに流す電流と、(a)のグラフの傾きとの関係を示すグラフである。オーバーINF量34の算出方法について、図5を用いて説明する。
(Calculation method of over-INF amount 34)
FIG. 5A is a graph showing the stroke characteristics of the camera module 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a graph showing the current flowing through the coil in the first embodiment of the present invention. It is a graph which shows the relationship with the inclination of the graph of (a). A method of calculating the over-INF amount 34 will be described with reference to FIG.
上記のストローク特性の実測により、図5(a)のグラフを得る。横軸はコイルに流す電流値、縦軸はコイルへの電流ゼロ状態でのレンズ位置を原点(ストローク0μm)とする、相対的なストローク(すなわち、各電流値のレーザー変位計の読みを、原点位置から引く)である。電流を流し始めると、非線形なダイナミックチルト領域36が発生しているのが分かる。   The graph shown in FIG. 5A is obtained by actually measuring the stroke characteristics. The horizontal axis is the current value that flows through the coil, and the vertical axis is the relative stroke (that is, the reading of the laser displacement meter for each current value, where the lens position when the current to the coil is zero is the origin (stroke 0 μm) Subtract from position). As the current starts to flow, it can be seen that a nonlinear dynamic tilt region 36 is generated.
続いて、図5(b)は、横軸はコイルに流す電流値、縦軸は図5(a)のグラフの傾きである。図5(b)のグラフで傾きの閾値を設定し、電流値と組み合わせることによって、以下のような領域に分けることができる。   Subsequently, in FIG. 5B, the horizontal axis represents the current value flowing through the coil, and the vertical axis represents the slope of the graph of FIG. By setting a threshold of inclination in the graph of FIG. 5B and combining it with the current value, it can be divided into the following areas.
傾き0.5(μm/mA)未満、かつ電流80(mA)未満を不動領域35。   An immobility region 35 having an inclination of less than 0.5 (μm / mA) and an electric current of less than 80 (mA).
傾き0.5(μm/mA)以上4.0(μm/mA)未満、かつ電流80(mA)未満をダイナミックチルト領域36。   The dynamic tilt region 36 has an inclination of 0.5 (μm / mA) or more and less than 4.0 (μm / mA) and a current of less than 80 (mA).
傾き4.0(μm/mA)以上6.5(μm/mA)未満を線形領域37。   A linear region 37 having an inclination of 4.0 (μm / mA) or more and less than 6.5 (μm / mA).
傾き4.0(μm/mA)未満、かつ電流80(mA)以上を飽和領域38。   The saturation region 38 has a slope of less than 4.0 (μm / mA) and a current of 80 (mA) or more.
上記方法によって決まった不動領域35のストロークと、ダイナミックチルト領域36のストロークとを加算した量をオーバーINF量34とする。カメラモジュール1において、このオーバーINF量34に応じた追加ねじ込みを実施すると、図1のようになる。   An amount obtained by adding the stroke of the immovable region 35 determined by the above method and the stroke of the dynamic tilt region 36 is defined as an over INF amount 34. When additional screwing according to the over-INF amount 34 is performed in the camera module 1, the result is as shown in FIG.
(オーバーINF量34に応じた追加ねじ込み実施後のストローク特性)
図6は、本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量34に応じた追加ねじ込み実施後のストローク特性を示すグラフである。追加ねじ込みを実施する前と後のストローク特性の変化について、図5(a)と図6を用いて説明する。
(Stroke characteristics after additional screwing according to over-INF amount 34)
FIG. 6 is a graph showing stroke characteristics after additional screwing according to the over-INF amount 34 in the first embodiment of the present invention. Changes in stroke characteristics before and after the additional screwing will be described with reference to FIGS.
追加ねじ込みを実施する前のストローク特性を示す図5の(a)と比較すると、ストローク特性のグラフの形には変化がないことが分かる。しかし、図5(a)では、ストロークが0μmの位置がINF位置31である。一方、図6では、INF位置31は、レンズ初期固定位置33にオーバーINF量34を追加した位置に変わっている。そして、図6のマクロ位置32も、図5(a)と比較すると、オーバーINF量34を追加した位置に変わっている。したがって、INF位置31からマクロ位置32まで、線形領域37の領域のみで駆動することが分かる。   As compared with FIG. 5A showing the stroke characteristics before the additional screwing, it can be seen that there is no change in the shape of the stroke characteristics graph. However, in FIG. 5A, the position where the stroke is 0 μm is the INF position 31. On the other hand, in FIG. 6, the INF position 31 is changed to a position obtained by adding an over-INF amount 34 to the lens initial fixed position 33. Then, the macro position 32 in FIG. 6 is also changed to a position to which the over-INF amount 34 is added as compared with FIG. Therefore, it can be seen that driving is performed only in the linear region 37 from the INF position 31 to the macro position 32.
(オーバーINF量34に応じた追加ねじ込み実施後の断面図)
図7は、本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量34に応じた追加ねじ込み実施後に、光学部の基準面がINF位置31にあるカメラモジュール1の断面図である。また、図8は、本発明の第1の実施形態において、オーバーINF量34に応じた追加ねじ込み実施後に、光学部の基準面がマクロ位置32にあるカメラモジュール1の断面図である。
(Cross section after additional screwing according to over INF amount 34)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the camera module 1 in which the reference surface of the optical unit is at the INF position 31 after performing additional screwing according to the over-INF amount 34 in the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of the camera module 1 in which the reference surface of the optical unit is at the macro position 32 after the additional screwing according to the over-INF amount 34 is performed in the first embodiment of the present invention.
カメラモジュール1の断面図からも、ダイナミックチルト領域36を含むオーバーINF量34が、INF位置31とマクロ位置32の間に含まれないことが分かる。したがって、追加ねじ込み実施後のカメラモジュール1は、INF位置31からマクロ位置32まで、線形領域37の領域でのみ駆動することが分かる。   Also from the cross-sectional view of the camera module 1, it can be seen that the over-INF amount 34 including the dynamic tilt region 36 is not included between the INF position 31 and the macro position 32. Therefore, it can be seen that the camera module 1 after the additional screwing is driven only in the linear region 37 from the INF position 31 to the macro position 32.
(カメラモジュール1の始動時)
上記方法により、INF位置31からマクロ位置32まで、ダイナミックチルト領域36を含まないカメラモジュール1は実現できた。しかし、光学部の基準面は、レンズ初期固定位置33からマクロ位置32の間において動作する。従って、カメラモジュール1の可動範囲には、まだダイナミックチルト領域36が含まれてしまう。
(When starting the camera module 1)
By the above method, the camera module 1 that does not include the dynamic tilt region 36 from the INF position 31 to the macro position 32 can be realized. However, the reference plane of the optical unit operates between the lens initial fixed position 33 and the macro position 32. Accordingly, the dynamic tilt region 36 is still included in the movable range of the camera module 1.
そこで、カメラモジュール1の始動時に、光学部の基準面を、レンズ初期固定位置33からINF位置31へと駆動させる。そうすることによって、起動後はINF位置31からマクロ位置32まで、線形な駆動をするカメラモジュール1が提供できる。   Therefore, when the camera module 1 is started, the reference surface of the optical unit is driven from the lens initial fixed position 33 to the INF position 31. By doing so, it is possible to provide the camera module 1 that linearly drives from the INF position 31 to the macro position 32 after activation.
たとえば、カメラモジュール内部のメモリに、INF位置31のときの、コイルに流す電流設定値を書き込む。カメラモジュール1が起動するときに、メモリに書き込まれた電流値を読み込み、コイルにその電流を流すことによって、光学部の基準面をINF位置31に駆動することが可能となる。ここで、カメラモジュール内部のメモリには、不揮発メモリが内蔵されていることが多い撮像素子が考えられる。   For example, the current setting value to be passed through the coil at the INF position 31 is written in the memory inside the camera module. When the camera module 1 is activated, the current value written in the memory is read, and the current is passed through the coil, whereby the reference plane of the optical unit can be driven to the INF position 31. Here, the memory inside the camera module may be an image sensor that often incorporates a non-volatile memory.
(カメラモジュール1の組み立て方法の実施例1)
図9は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール1の組み立て方法の実施例1を示すフローチャートである。
(Example 1 of assembly method of camera module 1)
FIG. 9 is a flowchart showing Example 1 of the method for assembling the camera module 1 according to the first embodiment of the present invention.
まず、初期フォーカス調整のために、光学部11を可動部12に取り付け、光学部の基準面がINF位置31になるまで、光学部11をねじ込む(ステップS1)。続いて、コイルに電流を流してレンズ駆動装置を動作させる。可動部12が動くので、レーザー変位計17を使ってストローク特性を実測する(ステップS2)。ステップS2において実測したストローク特性から、オーバーINF量34を算出し、オーバーINF量34に応じた追加ねじ込みを実施する(ステップS3)。最後に、光学部11と可動部12とを、接着剤などによって固定する(ステップS4)。こうして、図9の処理は終了する。   First, for initial focus adjustment, the optical unit 11 is attached to the movable unit 12, and the optical unit 11 is screwed in until the reference surface of the optical unit reaches the INF position 31 (step S1). Subsequently, a current is passed through the coil to operate the lens driving device. Since the movable portion 12 moves, the stroke characteristics are measured using the laser displacement meter 17 (step S2). The over INF amount 34 is calculated from the stroke characteristics actually measured in step S2, and additional screwing according to the over INF amount 34 is performed (step S3). Finally, the optical unit 11 and the movable unit 12 are fixed with an adhesive or the like (step S4). In this way, the process of FIG. 9 is complete | finished.
上記手順においては、初期フォーカス調整(ステップS1)後に、ストローク特性の実測(ステップS2)をするため、コイルに電流を流して可動部12を動かさなければならない。こうすることにより、可動部12に取り付けた光学部11がずれてしまう可能性も考えられるため、ステップS1の後に、光学部11と可動部12とを仮固定してもよい。   In the above procedure, in order to measure the stroke characteristics (step S2) after the initial focus adjustment (step S1), the movable part 12 must be moved by supplying a current to the coil. By doing so, there is a possibility that the optical unit 11 attached to the movable unit 12 may be displaced. Therefore, after step S1, the optical unit 11 and the movable unit 12 may be temporarily fixed.
(磁石19とコイル20の位置)
図10は、本発明の第1の実施形態に係る、カメラモジュールの外観図である。磁石19とコイル20の位置関係は、図10に示すようになっている。
(Position of magnet 19 and coil 20)
FIG. 10 is an external view of the camera module according to the first embodiment of the present invention. The positional relationship between the magnet 19 and the coil 20 is as shown in FIG.
(カメラモジュール1の組み立て方法の実施例2)
図11は、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール1の組み立て方法の実施例2を示すフローチャートである。
(Example 2 of the assembly method of the camera module 1)
FIG. 11 is a flowchart showing Example 2 of the method for assembling the camera module 1 according to the first embodiment of the present invention.
まず、光学部11と可動部12を一時的に取り付ける(ステップS11)。次に、コイルに電流を流してレンズ駆動装置を動作させ、ストローク特性を実測する(ステップS12)。ここで、実測したストローク特性より、オーバーINF量34を算出する。続いて、初期フォーカス調整のために、光学部の基準面がINF位置31になるように光学部11を設置する(ステップS13)。ここで、算出したオーバーINF量34に応じた追加ねじ込みを実施する(ステップS14)。最後に、光学部11と可動部12を、接着剤などによって固定する(ステップS15)。こうして、図11の処理は終了する。   First, the optical part 11 and the movable part 12 are temporarily attached (step S11). Next, a current is passed through the coil to operate the lens driving device, and the stroke characteristics are actually measured (step S12). Here, the over INF amount 34 is calculated from the actually measured stroke characteristics. Subsequently, the optical unit 11 is installed so that the reference plane of the optical unit is at the INF position 31 for initial focus adjustment (step S13). Here, additional screwing according to the calculated over-INF amount 34 is performed (step S14). Finally, the optical unit 11 and the movable unit 12 are fixed with an adhesive or the like (step S15). Thus, the process of FIG. 11 ends.
上述したように、光学部11と可動部12とを固定する前に、コイルに電流を流してレンズ駆動装置を動作させると、光学部11がずれてしまう可能性がある。そこで、実施例2では、初期フォーカス調整を、コイルに電流を流してレンズ駆動装置を動作させた後に実施している。こうすることにより、光学部11のズレが発生しないように、カメラモジュール1を組み立てることができる。   As described above, before the optical unit 11 and the movable unit 12 are fixed, if the current is supplied to the coil to operate the lens driving device, the optical unit 11 may be displaced. Therefore, in the second embodiment, the initial focus adjustment is performed after the lens driving device is operated by supplying a current to the coil. By doing so, the camera module 1 can be assembled so that the optical unit 11 is not displaced.
〔実施形態2〕
本発明に係る第2の実施形態について、図12〜図16を参照して以下に説明する。なお、上述した第1の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Embodiment 2]
A second embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to each member which is common in 1st Embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
(カメラモジュール2の構成)
図12は、本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール2の断面図である。カメラモジュール2は、第1の実施形態に係るカメラモジュールが備える各部材に加え、可動部12の基準面に積層方式のピエゾ素子21を有している。また、ここでは磁石およびコイルは説明不要のため、不図示である。
(Configuration of camera module 2)
FIG. 12 is a cross-sectional view of the camera module 2 according to the second embodiment of the present invention. The camera module 2 includes a laminated piezo element 21 on the reference surface of the movable portion 12 in addition to each member included in the camera module according to the first embodiment. Further, magnets and coils are not shown here because explanation is unnecessary.
(カメラモジュール2の組み立て方法の実施例)
図13は、本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール2の組み立て方法の実施例を示すフローチャートである。
(Example of assembly method of camera module 2)
FIG. 13 is a flowchart showing an example of a method for assembling the camera module 2 according to the second embodiment of the present invention.
まず、初期フォーカス調整のため、光学部11を可動部12に取り付け、光学部の基準面がINF位置31になるまでねじ込む(ステップS21)。次に、光学部11と可動部12を、接着剤などで固定する(ステップS22)。続いて、コイルに電流を流してレンズ駆動装置を動作させ、レーザー変位計17を使ってストローク特性を実測する(ステップS23)。ステップS23において実測したストローク特性から、オーバーINF量34を算出する。算出されたオーバーINF量34に応じた電圧印加をピエゾ素子に行い、光学部の基準面をレンズ初期固定位置33にする(ステップS24)。こうして、図13の処理は終了する。   First, for initial focus adjustment, the optical unit 11 is attached to the movable unit 12 and screwed in until the reference surface of the optical unit reaches the INF position 31 (step S21). Next, the optical part 11 and the movable part 12 are fixed with an adhesive or the like (step S22). Subsequently, a current is passed through the coil to operate the lens driving device, and the stroke characteristics are actually measured using the laser displacement meter 17 (step S23). The over-INF amount 34 is calculated from the stroke characteristics actually measured in step S23. Voltage application according to the calculated over-INF amount 34 is applied to the piezo element, and the reference surface of the optical unit is set to the lens initial fixed position 33 (step S24). Thus, the process of FIG. 13 ends.
(実施形態2の利点)
実施形態1では、可動部の基準面は決まっており、追加のねじ込みによって、光学部の基準面を変更していた。一方、実施形態2では、ピエゾ素子21への印加電圧を変化させることによって、可動部の基準面を変更することができる。
(Advantages of Embodiment 2)
In the first embodiment, the reference surface of the movable part is determined, and the reference surface of the optical part is changed by additional screwing. On the other hand, in the second embodiment, the reference plane of the movable part can be changed by changing the voltage applied to the piezo element 21.
また、カメラモジュール内部のメモリにピエゾ素子21への印加電圧値を書き込み、カメラモジュール起動時にメモリに書き込まれた電圧をピエゾ素子21に印加する。そうすることによって、カメラモジュール起動後はINF位置31からマクロ位置32まで光学部11が光軸方向に線形な駆動をすることが可能となる。しかも、実施形態1に比べて、より高精度な位置合わせが実施できる。   Further, the voltage value applied to the piezo element 21 is written in the memory inside the camera module, and the voltage written in the memory is applied to the piezo element 21 when the camera module is activated. By doing so, the optical unit 11 can be driven linearly in the optical axis direction from the INF position 31 to the macro position 32 after the camera module is activated. In addition, the alignment can be performed with higher accuracy than in the first embodiment.
なお、可動部12を支えるピエゾ素子21を複数箇所に配置し、個別に印加電圧を設定可能にした場合、撮像素子のあおり、反りによるスタティックチルトの補正も可能となる。   Note that when the piezoelectric elements 21 supporting the movable portion 12 are arranged at a plurality of locations and the applied voltage can be set individually, the tilt of the image sensor and the correction of the static tilt due to the warp can be performed.
(磁石19とコイル20の位置)
図14は、本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール2の外観図である。磁石19とコイル20の位置関係は、図14に示すようになっている。
(Position of magnet 19 and coil 20)
FIG. 14 is an external view of the camera module 2 according to the second embodiment of the present invention. The positional relationship between the magnet 19 and the coil 20 is as shown in FIG.
(ピエゾ素子22の小型化)
図15は、本発明の第2の実施形態に係る、小型化したピエゾ素子22を有するカメラモジュール3の断面図である。また、図16(a)は、図15のピエゾ素子22に電圧を印加しない場合を示す図で、(b)は、図15のピエゾ素子22に電圧を印加した場合を示す図である。
(Miniaturization of the piezo element 22)
FIG. 15 is a cross-sectional view of the camera module 3 having a miniaturized piezo element 22 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 16A is a diagram showing a case where no voltage is applied to the piezo element 22 of FIG. 15, and FIG. 16B is a diagram showing a case where a voltage is applied to the piezo element 22 of FIG. 15.
図15のピエゾ素子22は、カンチレバー方式になっており、薄型で特性の違うピエゾ素子を2枚張り付けたもの、またはピエゾ素子に金属を張り付けたものである。こうすることにより、図12のピエゾ素子21に比べて、小型化することができる。ピエゾ素子22の動きは、電圧を印加しないときは図16(a)に示す図のようになり、電圧印加時は図16(b)に示す図のようになる。   The piezo element 22 shown in FIG. 15 is a cantilever type, and is formed by attaching two thin piezo elements having different characteristics, or by attaching a metal to the piezo element. By doing so, the size can be reduced as compared with the piezoelectric element 21 of FIG. The movement of the piezo element 22 is as shown in FIG. 16A when no voltage is applied, and as shown in FIG. 16B when a voltage is applied.
〔実施形態3〕
本発明に係る第3の実施形態について、図17〜図19を参照して以下に説明する。なお、上述した第1および第2の実施形態と共通する各部材には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Embodiment 3]
A third embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to each member which is common in the 1st and 2nd embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
(カメラモジュール4の構成)
図17は、本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュール4の断面図である。第1、第2の実施形態と異なり、光学部11の雄ねじ部と可動部12の雌ねじ部とを有さず、光学部11と可動部12とが円筒状になっている。また、第2の実施形態と同様、可動部12の基準面にピエゾ素子21を有している。ここでは磁石やコイルは説明不要のため、不図示である。
(Configuration of camera module 4)
FIG. 17 is a cross-sectional view of the camera module 4 according to the third embodiment of the present invention. Unlike the first and second embodiments, the optical part 11 and the movable part 12 are cylindrical, without the male thread part of the optical part 11 and the female thread part of the movable part 12. Further, similarly to the second embodiment, a piezo element 21 is provided on the reference surface of the movable portion 12. Here, magnets and coils are not shown because explanation is unnecessary.
(ストローク特性の実測方法)
カメラモジュール4のストローク特性を測定する場合、カメラモジュール4は光学部11と可動部12とが円筒状になっているので、まず光学部11と可動部12とを接着剤などによって固定する。続いて、第1の実施例と同様、レンズ駆動装置を動作させながら、レーザー変位計17を用いて、レンズ駆動装置のストローク特性の実測を行い、オーバーINF量34を算出する。また、実測の際は、INF位置31、およびINF位置のストロークも計測する。
(Measurement method of stroke characteristics)
When measuring the stroke characteristics of the camera module 4, since the optical part 11 and the movable part 12 of the camera module 4 are cylindrical, the optical part 11 and the movable part 12 are first fixed with an adhesive or the like. Subsequently, as in the first embodiment, while operating the lens driving device, the stroke characteristic of the lens driving device is measured using the laser displacement meter 17, and the over-INF amount 34 is calculated. In actual measurement, the INF position 31 and the stroke at the INF position are also measured.
(ピエゾ素子21による基準位置の算出方法)
図18は、本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュール4の、コイルに流す電流とストロークの関係を示すグラフである。
(Calculation method of the reference position by the piezo element 21)
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the current flowing through the coil and the stroke of the camera module 4 according to the third embodiment of the present invention.
第1の実施形態と同様、まずは不動領域35、およびダイナミックチルト領域36から、オーバーINF量34を算出する。また、オーバーINF量34から、ストローク特性の実測時に計測したINF位置31のストロークを引いた差分を算出する。この差分を、ピエゾ素子による基準位置の変化量とする。ここで、図18を用いて、ピエゾ素子21による基準位置の算出方法を説明する。   As in the first embodiment, first, the over-INF amount 34 is calculated from the immovable region 35 and the dynamic tilt region 36. Further, a difference obtained by subtracting the stroke at the INF position 31 measured at the time of actual measurement of the stroke characteristics is calculated from the over-INF amount 34. This difference is taken as the amount of change in the reference position by the piezo element. Here, a reference position calculation method by the piezoelectric element 21 will be described with reference to FIG.
ピエゾ素子による基準位置の変化量がプラス値となる場合、INF位置31はグラフの領域39(不動領域36、またはダイナミックチルト領域37)にあることとなる。この場合、ピエゾ素子による基準位置は光軸方向に対して撮像部14側へ変更となる。よって、ピエゾ素子による基準位置の変化量分だけ、基準位置を撮像部14側へ変更する。   When the change amount of the reference position by the piezo element is a positive value, the INF position 31 is in the graph area 39 (the non-moving area 36 or the dynamic tilt area 37). In this case, the reference position by the piezo element is changed to the imaging unit 14 side with respect to the optical axis direction. Therefore, the reference position is changed to the imaging unit 14 side by the amount of change of the reference position by the piezo element.
続いて、ピエゾ素子による基準位置の変化量がマイナス値となる場合、INF位置31はグラフの領域40(線形領域37)にあることとなる。この場合、ピエゾ素子による基準位置は光軸方向に対して撮像部14と反対方向へ変更となる。よって、ピエゾ素子による基準位置の変化量の分だけ、基準位置を撮像部14と反対方向へ変更する。   Subsequently, when the change amount of the reference position by the piezo element becomes a negative value, the INF position 31 is in the graph area 40 (linear area 37). In this case, the reference position by the piezo element is changed in the direction opposite to the imaging unit 14 with respect to the optical axis direction. Therefore, the reference position is changed in the opposite direction to the imaging unit 14 by the amount of change in the reference position by the piezo element.
(カメラモジュール3の組み立て方法の実施例)
図19は、本発明の第3の実施形態に係るカメラモジュール4の組み立て方法の実施例を示すフローチャートである。
(Example of assembly method of camera module 3)
FIG. 19 is a flowchart showing an example of an assembling method of the camera module 4 according to the third embodiment of the present invention.
まず、光学部11と可動部12とを、接着剤などによって固定する(ステップS31)。続いて、レンズ駆動装置を動作させ、ストローク特性を実測する。その際、INF位置31、およびINF位置のストロークも計測する(ステップS32)。ステップS32において実測したストローク特性からオーバーINF量34を算出し、オーバーINF量34とINF位置31のストロークから、ピエゾ素子へ印加する電圧値を算出する。算出された電圧をピエゾ素子21に印加して、光学部の基準面をレンズ初期固定位置33に固定する(ステップS33)。こうして図13の処理は終了する。   First, the optical part 11 and the movable part 12 are fixed with an adhesive or the like (step S31). Subsequently, the lens driving device is operated to measure the stroke characteristics. At that time, the INF position 31 and the stroke at the INF position are also measured (step S32). In step S32, the over INF amount 34 is calculated from the actually measured stroke characteristics, and the voltage value to be applied to the piezo element is calculated from the over INF amount 34 and the stroke at the INF position 31. The calculated voltage is applied to the piezo element 21 to fix the reference surface of the optical unit at the lens initial fixing position 33 (step S33). Thus, the process of FIG. 13 ends.
(実施形態3の利点)
実施形態3では、算出された基準位置の変化量に応じて、ピエゾ素子21による基準位置の変更が可能なため、初期フォーカス調整を省略することができる。
(Advantages of Embodiment 3)
In the third embodiment, since the reference position can be changed by the piezo element 21 in accordance with the calculated change amount of the reference position, the initial focus adjustment can be omitted.
(まとめ)
本発明に係るカメラモジュールの組み立て方法は、上記の課題を解決するために、
撮像レンズと、撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備え、INF位置からマクロ位置まで上記撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
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を有する撮像部とを備えたカメラモジュールの組み立て方法であって、
上記光学部を上記可動部に取り付ける工程と、
上記レンズ駆動部への電流がゼロである状態において、上記光学部を上記INF位置に調整する工程と、
上記撮像レンズが上記INF位置に調整された状態において、上記レンズ駆動部を動作させながら、上記レンズ駆動部のストローク特性を測定する工程と、
上記ストローク特性から、オーバーINF量を算出する工程と、
上記レンズ駆動部が上記撮像レンズを駆動していない状態において、上記光学部を、上記INF位置から上記オーバーINF量に応じた分だけ変更されたオーバーINF位置に設置する工程と、を備えていることを特徴としている。
(Summary)
In order to solve the above problems, an assembling method of the camera module according to the present invention is as follows.
An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
A movable part that holds the optical part inside and can move in the optical axis direction and a fixed part whose position does not vary when the imaging lens is driven, and drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position. A lens driving unit;
An assembly method of a camera module comprising an imaging unit having an imaging element that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal,
Attaching the optical part to the movable part;
Adjusting the optical unit to the INF position in a state where the current to the lens driving unit is zero;
Measuring the stroke characteristics of the lens driving unit while operating the lens driving unit in a state where the imaging lens is adjusted to the INF position;
A step of calculating an over INF amount from the stroke characteristics;
And a step of installing the optical unit at an over INF position changed by an amount corresponding to the over INF amount from the INF position in a state where the lens driving unit is not driving the imaging lens. It is characterized by that.
上記の構成によれば、光学部を、INF位置ではなく、INF位置からダイナミックチルト領域の分だけより撮像素子に近いオーバーINF位置に設置する。こうして組み立てられたカメラモジュールは、ダイナミックチルト領域を回避したINF位置から、マクロ位置まで、光学部を動作させることが可能となる。すなわち本発明の一態様によれば、安定して動作する領域においては動作するが、不安定な領域においては動作しない光学機構を有するカメラモジュールを組み立てることができる。その結果、オートフォーカス制御アルゴリズムの簡素化、合焦スピードの向上、および周辺ぼけの防止等が可能な優れた特性を有するカメラモジュールを製造することができる。   According to the above configuration, the optical unit is installed not at the INF position but at the over INF position closer to the image sensor than the INF position by the amount of the dynamic tilt region. The camera module assembled in this way can operate the optical unit from the INF position avoiding the dynamic tilt region to the macro position. That is, according to one embodiment of the present invention, a camera module having an optical mechanism that operates in a region that operates stably but does not operate in an unstable region can be assembled. As a result, it is possible to manufacture a camera module having excellent characteristics that can simplify the autofocus control algorithm, improve the focusing speed, and prevent peripheral blurring.
さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールの組み立て方法では、
上記光学部の外側面の少なくとも一部に形成された雄ねじ部と、上記レンズ駆動部の内側面の少なくとも一部に形成された、上記光学部の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とをさらに備える上記カメラモジュールを組み立てることを特徴としている。
Furthermore, in the assembly method of the camera module according to one aspect of the present invention,
A male screw part formed on at least a part of the outer surface of the optical part, and a female screw part screwed with the male screw part of the optical part, formed on at least a part of the inner surface of the lens driving part. The camera module is assembled.
上記の構成によれば、ねじ込みを実施することによって、上記オーバーINF位置を変更することができる。   According to said structure, the said over INF position can be changed by implementing screwing.
さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールの組み立て方法では、
上記光学部が上記可動部に当接する基準位置を上記オーバーINF位置に変更可能なピエゾ素子をさらに備えたカメラモジュールを組み立てることを特徴としている。
Furthermore, in the assembly method of the camera module according to one aspect of the present invention,
A camera module further comprising a piezo element capable of changing a reference position where the optical unit abuts on the movable unit to the over-INF position is assembled.
上記の構成によれば、撮像レンズを高精度に位置合わせすることが可能となる。   According to said structure, it becomes possible to align an imaging lens with high precision.
さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールの組み立て方法では、さらに、
上記ストローク特性を測定する工程において、レーザー光を上記光学部に照射することによって上記ストローク特性を測定することが好ましい。
Furthermore, in the method for assembling the camera module according to one aspect of the present invention,
In the step of measuring the stroke characteristics, it is preferable to measure the stroke characteristics by irradiating the optical unit with laser light.
上記の構成によれば、ストローク特性を正確に測定することができる。   According to said structure, a stroke characteristic can be measured correctly.
さらに、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、上記の課題を解決するために、
撮像レンズと、撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備え、INF位置からマクロ位置まで上記撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
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を有する撮像部と、
上記撮像レンズが上記INF位置に調整された状態において、上記レンズ駆動部を動作させながら測定した上記レンズ駆動部のストローク特性から算出されたオーバーINF量に応じた分だけ変更されたオーバーINF位置に、上記光学部が上記可動部に当接する基準位置を変更可能なピエゾ素子とを備えることを特徴とする。
Furthermore, in order to solve the above problems, a camera module according to an aspect of the present invention is provided.
An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
A movable part that holds the optical part inside and can move in the optical axis direction and a fixed part whose position does not vary when the imaging lens is driven, and drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position. A lens driving unit;
An imaging unit having an imaging device that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal;
In the state where the imaging lens is adjusted to the INF position, the over INF position is changed by an amount corresponding to the over INF amount calculated from the stroke characteristics of the lens drive unit measured while operating the lens drive unit. The optical unit includes a piezo element capable of changing a reference position at which the optical unit abuts on the movable unit.
上記の構成によれば、撮像レンズを高精度に位置合わせできるカメラモジュールを実現できる。   According to said structure, the camera module which can align an imaging lens with high precision is realizable.
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利用することができる。   The present invention can be used for a camera module mounted on an electronic device such as a mobile phone.
1 第1の実施形態に係るカメラモジュール
11 光学部
12 可動部
13 固定部
14 撮像部
15 撮像レンズ
16 レンズバレル
31 INF位置
32 マクロ位置
33 レンズ初期固定位置
34 オーバーINF量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera module 11 which concerns on 1st Embodiment Optical part 12 Movable part 13 Fixed part 14 Imaging part 15 Imaging lens 16 Lens barrel 31 INF position 32 Macro position 33 Lens initial fixed position 34 Over INF amount

Claims (5)

  1. 撮像レンズと、撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
    上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備え、INF位置からマクロ位置まで上記撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
    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を有する撮像部とを備えたカメラモジュールの組み立て方法であって、
    上記光学部を上記可動部に取り付ける工程と、
    上記レンズ駆動部への電流がゼロである状態において、上記光学部を上記INF位置に調整する工程と、
    上記撮像レンズが上記INF位置に調整された状態において、上記レンズ駆動部を動作させながら、上記レンズ駆動部のストローク特性を測定する工程と、
    上記ストローク特性から、オーバーINF量を算出する工程と、
    上記レンズ駆動部が上記撮像レンズを駆動していない状態において、上記光学部を、上記INF位置から上記オーバーINF量に応じた分だけ変更されたオーバーINF位置に設置する工程と、を備えていることを特徴とするカメラモジュールの組み立て方法。
    An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
    A movable part that holds the optical part inside and can move in the optical axis direction and a fixed part whose position does not vary when the imaging lens is driven, and drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position. A lens driving unit;
    An assembly method of a camera module comprising an imaging unit having an imaging element that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal,
    Attaching the optical part to the movable part;
    Adjusting the optical unit to the INF position in a state where the current to the lens driving unit is zero;
    Measuring the stroke characteristics of the lens driving unit while operating the lens driving unit in a state where the imaging lens is adjusted to the INF position;
    A step of calculating an over INF amount from the stroke characteristics;
    And a step of installing the optical unit at an over INF position changed by an amount corresponding to the over INF amount from the INF position in a state where the lens driving unit is not driving the imaging lens. A method for assembling a camera module.
  2. 上記光学部の外側面の少なくとも一部に形成された雄ねじ部と、上記レンズ駆動部の内側面の少なくとも一部に形成された、上記光学部の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部とをさらに備え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の組み立て方法。   A male screw part formed on at least a part of the outer surface of the optical part, and a female screw part screwed with the male screw part of the optical part, formed on at least a part of the inner surface of the lens driving part. The method of assembling a camera module according to claim 1.
  3. 上記光学部が上記可動部に当接する基準位置を上記オーバーINF位置に変更可能なピエゾ素子をさらに備え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の組み立て方法。   3. The method of assembling a camera module according to claim 1, further comprising a piezo element capable of changing a reference position where the optical unit abuts on the movable unit to the over-INF position.
  4. 上記ストローク特性を測定する工程において、レーザー光を上記光学部に照射することによって上記ストローク特性を測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のカメラモジュールの組み立て方法。   The method of assembling a camera module according to claim 1, wherein in the step of measuring the stroke characteristics, the stroke characteristics are measured by irradiating the optical unit with laser light.
  5. 撮像レンズと、撮像レンズを保持するレンズバレルとを有する光学部と、
    上記光学部を内部に保持し、光軸方向に移動できる可動部と、撮像レンズの駆動時に位置が変動しない固定部とを備え、INF位置からマクロ位置まで上記撮像レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、
    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を有する撮像部と、
    上記撮像レンズが上記INF位置に調整された状態において、上記レンズ駆動部を動作させながら測定した上記レンズ駆動部のストローク特性から算出されたオーバーINF量に応じた分だけ変更されたオーバーINF位置に、上記光学部が上記可動部に当接する基準位置を変更可能なピエゾ素子とを備えたカメラモジュール。
    An optical unit having an imaging lens and a lens barrel for holding the imaging lens;
    A movable part that holds the optical part inside and can move in the optical axis direction and a fixed part whose position does not vary when the imaging lens is driven, and drives the imaging lens in the optical axis direction from the INF position to the macro position. A lens driving unit;
    An imaging unit having an imaging device that converts light incident through the imaging lens into an electrical signal;
    In the state where the imaging lens is adjusted to the INF position, the over INF position is changed by an amount corresponding to the over INF amount calculated from the stroke characteristics of the lens drive unit measured while operating the lens drive unit. A camera module comprising: a piezo element capable of changing a reference position at which the optical unit contacts the movable unit.
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