JP2015055776A - カメラモジュール - Google Patents
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m2(d2x2/dt2)+k1(x2−x1)+k2x2=f0
ラプラス変換してこの連立方程式を解くと、以下のようになる。
ただし、sはラプラス変換の変数、X1、X2、F0はそれぞれx1、x2、f0のラプラス変換後の関数である。また、レンズの変位を示すのがX1であるため、X1に関する式のみ示しているが、同様の解法でX2に関する式も導出できる。
m11(d2x11/dt2)+k11(x11−x12)=f0
m12(d2x12/dt2)+k11(x12−x11)+k12x12=−f0
ラプラス変換してこの連立方程式を解くと、
X11/F0=(m12s2+k12)/((m11s2+k11)×(m12s2+k11+k12)−k11 2)
となる。ただし、sはラプラス変換の変数、X11、X12、F0はそれぞれx11、x12、f0のラプラス変換後の関数である。
以下、本発明の実施形態1に係るカメラモジュール100について、図1〜図6に基づいて説明する。
図1は、カメラモジュール100の概略構成を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係るカメラモジュール100は、オートフォーカス機能および手振れ補正機能付きのカメラモジュールである。
光学部3は、複数(図2では4枚)の撮像レンズ1と、複数の撮像レンズ1を内側に保持するシリンダ形状のレンズバレル2とを備える。
光学部駆動装置5は、図2および図3に示すように、レンズホルダ4、中間支持体10、固定支持体12、ベース部材13(役割としては固定支持体12の一部)、レンズホルダ4と中間支持体10とを連結するサスペンションワイヤ(第1支持部)9、中間支持体10と固定支持体12とを連結するAF用バネ(第2支持部)11a、中間支持体10とベース部材13とを連結するAF用バネ(第2支持部)11b、OIS用コイル14(OIS用駆動部38、図6参照)、マグネット15(OIS用駆動部38、図6参照)、AF用コイル16(AF用駆動部37、図6参照)、マグネット17(AF用駆動部37、図6参照)、およびフォトリフレクタ19(AF変位検出部31、図6参照)を備えている。また光学部駆動装置5は、図6に示すように、駆動ドライバ部30、AF変位検出部(変位検出部)31(フォトリフレクタ19)、AF用制御部32、記憶部33、手振れ検出部34、OIS用制御部35、記憶部36、AF用駆動部(駆動部)37(AF用コイル16およびマグネット17)、およびOIS用駆動部(駆動部)38(OIS用コイル14およびマグネット15)を備えている。
次に、OIS用駆動部38について説明する。OIS用駆動部38は、光学部3を光軸に垂直な方向に変位させる。OIS用駆動部38は、平面コイルであるOIS用コイル14(第1コイル)と、マグネット15(OIS用マグネット)とを備える。
次に、AF用駆動部37について説明する。AF用駆動部37は、光学部3およびそれを支持する中間支持体10を光軸方向に変位させる。AF用駆動部37は、AF用コイル16(第2コイル)と、マグネット17(AF用マグネット)とを備える。本実施形態では、マグネット17(AF用マグネット)を、OIS用兼AF用マグネットとして、マグネット15(OIS用マグネット)と共用とする。すなわち、マグネット15をマグネット17として使用する。OIS用とAF用でそれぞれ別個にマグネットを設けてもよいが、共用とすることで部品点数の削減、組立作業の軽減、ひいては低コスト化が実現できる。
撮像部8は、基板7と、基板7上に搭載された撮像素子6とを備える。撮像素子6は、光学部3を経由して到達した光を受光して光電変換を行い、撮像素子6上に結像された被写体像を得る。基板7の上面とベース部材13の下面とは接着剤によって固定される。ここで、撮像素子6をベース部材13の突起13cに当接させるために、基板7とベース部材13との間には僅かな隙間が設けられており、接着剤をこの隙間に充填することによりベース部材13と基板7との接着を行う。
以上の構成により、光学部駆動装置5は、電磁力によって、光学部3を光軸方向および光軸に垂直な2軸の、計3軸の方向に駆動することができる。撮像部8の撮像素子6に対して光学部3を3軸駆動することで、オートフォーカス(AF)機能と光学的手振れ補正(OIS)機能の両方を実現する。
次に、AF用駆動部37のフィードバック制御について、図6に基づいて説明する。
次に、OIS用駆動部38のノンフィードバック制御について、図6に基づいて説明する。OIS可動部の駆動は、変位検出素子を利用せず、実際のOIS可動部の位置をフィードバックしないノンフィードバック制御を行う。
本発明の実施形態2に係るカメラモジュール200について、図7〜図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
カメラモジュール200の構成において、本実施形態と実施形態1との相違点のうち、第1および第2の相違点について、主に図7〜図9を用いて説明する。図7は、カメラモジュール200の概略構成を模式的に示す、図2に相当する断面図である。図8は、カメラモジュール200の概略構成を模式的に示す断面図であり、図7に示すカメラモジュール200のC−C線矢視断面図である。図9は、カメラモジュール200のAF用コイル16とマグネット17との構成を示す要部斜視図である。
まず、本実施形態と実施形態1との相違点のうち、第1の相違点に関わるAF駆動について、主に図7および図9を用いて説明する。
次に、第2の相違点に関わるOIS駆動について、主に図8および図9を用いて説明する。図8に一部形状が示されているように、OIS用コイル14は平面コイルであり、略小判型のドーナツ状に巻かれている。OIS用コイル14は、レンズホルダ4にマグネット15(AF用マグネットと共用)の底面に対向するように固定される。
次に、第3の相違点について、主に図7および図10用いて説明する。図10は、カメラモジュール200におけるサスペンションワイヤ9およびダンパー材22の構成の一例を模式的に示す図である。
本発明の実施形態3に係るカメラモジュール300について、図11および図12に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本発明の態様1に係るカメラモジュール(カメラモジュール100・200・300)は、撮像レンズ(1)を有する光学部(3)と、上記撮像レンズの光軸と軸心が一致する撮像素子(6)を有する固定支持体(12)と、上記固定支持体と上記光学部とは別に設けられる中間支持体(10)と、上記光学部と上記中間支持体とを連結し、上記中間支持体に対して、上記光学部を上記光軸に垂直な方向に変位可能に支持する第1支持部(サスペンションワイヤ9)と、上記中間支持体と上記固定支持体とを連結し、上記固定支持体に対して、上記中間支持体を光軸方向に変位可能に支持する第2支持部(AF用バネ11aおよびAF用バネ11b)と、上記固定支持体に対する上記中間支持体の光軸方向の変位を検出する変位検出部(AF変位検出部31)と、手振れ補正(光学的手振れ補正)のために上記第1支持部により上記光学部を上記中間支持体に対し光軸に垂直な方向に駆動する一方、オートフォーカス(オートフォーカス機能)のために上記第2支持部により上記中間支持体を上記固定支持体に対し光軸方向に駆動する駆動部(AF用駆動部37およびOIS用駆動部38)と、上記駆動部の駆動を制御する駆動制御部(AF用制御部32およびOIS用制御部35)とを備え、上記駆動制御部は、光軸に垂直な方向における上記光学部の変位検出を行わないノンフィードバック制御により上記駆動部による手振れ補正のための駆動を制御する一方、上記変位検出部から得られる変位検出結果に基づくフィードバック制御により上記駆動部によるオートフォーカスのための駆動を制御する。
2 レンズバレル
3 光学部
4 レンズホルダ
4a フランジ部
5 光学部駆動装置
6 撮像素子
7 基板
8 撮像部
9 サスペンションワイヤ(第1支持部)
10 中間支持体
10a 支持部
11a、11b AF用バネ(第2支持部)
11c 延出部
12 固定支持体
12a 開口部
13 ベース部材
13a 開口部
13b 凹部
13c 突起
14 OIS用コイル(第1コイル)
14a、14b 巻き線部
15 マグネット(OIS用マグネット、永久磁石)
16 AF用コイル(第2コイル)
16a、16b 巻き線部
17 マグネット(AF用マグネット、永久磁石)
18 IRカットフィルタ
19 フォトリフレクタ(変位検出部)
20 ホール素子(変位検出部)
21 半田
22 ダンパー材
30 駆動ドライバ部
31 AF変位検出部(変位検出部)
32 AF用制御部(駆動制御部)
32a レンズ位置比較部
32b AF用駆動信号出力部
33 記憶部
34 手振れ検出部
35 OIS用制御部(駆動制御部)
35a 駆動信号出力部
36 記憶部
37 AF用駆動部(駆動部)
38 OIS用駆動部(駆動部)
100、200、300 カメラモジュール
Claims (5)
- 撮像レンズを有する光学部と、
上記撮像レンズの光軸と軸心が一致する撮像素子を有する固定支持体と、
上記固定支持体と上記光学部とは別に設けられる中間支持体と、
上記光学部と上記中間支持体とを連結し、上記中間支持体に対して、上記光学部を上記光軸に垂直な方向に変位可能に支持する第1支持部と、
上記中間支持体と上記固定支持体とを連結し、上記固定支持体に対して、上記中間支持体を光軸方向に変位可能に支持する第2支持部と、
上記固定支持体に対する上記中間支持体の光軸方向の変位を検出する変位検出部と、
手振れ補正のために上記第1支持部により上記光学部を上記中間支持体に対し光軸に垂直な方向に駆動する一方、オートフォーカスのために上記第2支持部により上記中間支持体を上記固定支持体に対し光軸方向に駆動する駆動部と、
上記駆動部の駆動を制御する駆動制御部とを備え、
上記駆動制御部は、光軸に垂直な方向における上記光学部の変位検出を行わないノンフィードバック制御により上記駆動部による手振れ補正のための駆動を制御する一方、上記変位検出部から得られる変位検出結果に基づくフィードバック制御により上記駆動部によるオートフォーカスのための駆動を制御することを特徴とするカメラモジュール。 - 上記駆動部は、
永久磁石と、
上記永久磁石との間で作用する電磁力によって、上記光学部を駆動させる第1コイルと、
上記永久磁石との間で作用する電磁力によって、上記中間支持体を駆動させる第2コイルとを備え、
上記永久磁石は上記中間支持体に固定され、
上記第1コイルは上記光学部に固定され、
上記第2コイルは上記固定支持体に固定され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。 - 上記第1支持部および上記第2支持部は導体で形成され、上記第1コイルへの通電は上記第1支持部および上記第2支持部を通じて行われることを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。
- 上記永久磁石は、上記中間支持体の上記光軸方向への駆動と、上記光学部の上記光軸に垂直な方向への駆動とに共用されることを特徴とする請求項2または3に記載のカメラモジュール。
- 上記変位検出部は、上記永久磁石の磁気を検出することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
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