JP2020036062A - 電子機器用基板、携帯端末及び電子機器用基板の設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】他の搭載部品にカメラモジュールによる影響を与えることなく、より多くの部品を搭載可能な電子機器用基板を提供する。【解決手段】永久磁石２１、ヨーク２３ａ、２３ｂ等、他の部品に影響を与える磁力発生部品を有するカメラモジュール２ａ、２ｂと、磁力の影響を受ける外部部品と、を備え、カメラモジュール２ａ、２ｂは、予め設定した特定領域Ａｓに面するように並べて配置され、カメラモジュール２ａ、２ｂにおいて、永久磁石２１、ヨーク２３ａ、２３ｂは、特定領域Ａｓを除く領域に面する位置に配置され、外部部品は、特定領域Ａｓに配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器用基板、携帯端末及び電子機器用基板の設計方法に関する。

近年、スマートフォンや携帯電話等の携帯端末には、カメラモジュールが搭載されている。
カメラモジュールは、カメラ本体や、カメラのレンズの位置調整を行うための駆動回路、カメラのレンズの位置検出を行うための位置検出回路等を備え、これら駆動回路や位置検出回路は、磁石、コイル、ヨークを含む駆動用のアクチュエータ、また、位置検出用のセンサとしてのホール素子及び磁石等を含む。また、カメラモジュールは、オートフォーカス機能及び手振れ補正機能を有し、位置検出用のセンサの出力信号に基づき、レンズの位置検出を行い、レンズが目標位置となるようにアクチュエータを駆動制御してレンズの位置制御を行っている。
このようなオートフォーカス機能及び手振れ補正機能を備えたカメラモジュールとして、オートフォーカス用のアクチュエータと、手振れ補正用のアクチュエータとを備えたカメラモジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、オートフォーカス用のアクチュエータと、手振れ補正用のアクチュエータとで、レンズを駆動するための機構を共有し、例えば、図４に示すように、レンズ５１の周囲に磁石５２及びヨーク５３を含む四つの駆動用のアクチュエータや、位置検出用のセンサを配置し、センサの検出信号に基づき各アクチュエータを駆動制御することで、互いに直交するＸＹＺ座標系において、レンズの位置制御を行うようにしたカメラモジュールも提案されている。
また、一つのカメラモジュールだけでなく、二つのカメラモジュールを内蔵したデュアルカメラを搭載した携帯端末も提案され、例えば、一方のカメラモジュールは広角画像撮影用、他方のカメラモジュールは望遠画像撮影用とし、利用者が撮影したい画像に応じて両者を切り替えるようにしたものも提案されている。

特開２０１６−１２２０５５号公報

デュアルカメラが搭載される携帯端末においては、実装面積が制限される。そのため、デュアルカメラを搭載する場合、十分な実装面積を確保することができなければ、例えば、二つのカメラモジュールそれぞれが、オートフォーカス機能と手振れ補正機能との両方を備えるのではなく、何れか一方は、オートフォーカス機能のみを設ける等、カメラモジュールの性能を低下させることで、デュアルカメラを備えた携帯端末を実現せざるを得ない。
また、携帯端末には、カメラモジュールだけでなく、他の機器との通信用のアンテナや、スピーカ、近距離無線通信用の回路や、その他、各種機能を備えた部品が搭載されることがある。しかしながら、特に、アンテナやスピーカ、近距離無線通信用の回路等といった部品は、磁石やヨークの発する磁力の影響を受けることから、これら部品（以下、外部部品という）は、カメラモジュールからある程度離れた位置に配置する必要がある。そのため、デュアルカメラと他の部品との配置位置に制約を受ける点からも、携帯端末の限られた実装領域内に、オートフォーカス機能及び手振れ補正機能を共に備える二つのカメラモジュールを備えたデュアルカメラを搭載することは困難であった。

本発明は、従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、カメラモジュールが他の搭載部品の動作に影響を与えることなく、より多くの部品を搭載することの可能な電子機器用基板及び携帯端末を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電子機器用基板は、他の部品の動作に影響を与える可能性のある磁力発生部品を有する複数のカメラモジュールと、磁力の影響を受ける外部部品と、を備え、前記複数のカメラモジュールは、予め設定した特定領域に面するように並べて配置され、前記複数のカメラモジュールにおいて、前記磁力発生部品は、前記特定領域を除く領域に面する位置に配置され、前記外部部品は、前記特定領域に配置されることを特徴としている。
なお、ここでいう磁力発生部品とは、磁石、ヨーク等、磁力に影響を及ぼす部品のことをいう。

また、本発明の他の態様に係る携帯端末は、上記態様の電子機器用基板を備えることを特徴としている。
さらに、本発明の他の態様に係る電子機器用基板の設計方法は、他の部品の動作に影響を与える可能性のある磁力発生部品を有する複数のカメラモジュールを含む電子機器用基板の設計方法であって、前記複数のカメラモジュールを予め設定した特定領域に面するように並べて配置すると共に、当該複数のカメラモジュールにおいて、前記磁力発生部品を、前記特定領域を除く領域に面するように配置し、磁力の影響を受ける外部部品を、前記特定領域に配置することを特徴としている。

本発明の一態様によれば、アンテナやスピーカ等、磁力の影響を受けやすい外部部品に影響を与えることなく、これら外部部品と、磁石等を含むカメラモジュールとを基板上に効率よく配置することができる。

本発明の一実施形態に係る携帯端末の一例を示す外観図である。 カメラモジュールの一例である。 携帯端末の実装部品の配置位置を説明するための説明図である。 従来のカメラモジュールの配置例を示す説明図である。

以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
本発明の実施形態では、本発明の一実施形態に係る電子機器用基板を、スマートフォンや携帯電話等の携帯端末に搭載されるデュアルカメラに適用した場合について説明する。なお、ここでは、携帯端末に適用する場合について説明するが、携帯端末に限らずカメラモジュールを備えた他の装置に適用することも可能である。

図１は、本発明を適用した携帯端末１の一例を模式的に示した外観図である。図１に示すように、携帯端末１は、二つのカメラモジュール２ａ及び２ｂを備える。カメラモジュール２ａ、２ｂは、図１に示すように、平面視が略長方形の携帯端末１の長手方向のいずれか一方寄りに、長手方向に沿って並べて配置される。
カメラモジュール２ａ、２ｂは同一の機能構成を有する。カメラモジュール２ａ、２ｂは、例えば、図２に示すように、カメラのレンズ１１と、レンズ１１を支持するレンズ枠１２と、レンズ１１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の位置を検出する位置検出装置１３ｘ、１３ｙ、１３ｚと、を備える。

レンズ枠１２は図示しないアクチュエータによって基板１４上に支持され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に位置調整可能に支持されている。
位置検出装置１３ｘ〜１３ｚは同一構成を有し、永久磁石２１と、ホールセンサ２２と、一対のヨーク２３ａ、２３ｂと、を備える。永久磁石２１は略直方体形状を有し、レンズ枠１２の側面に長手方向に沿って固定され、例えば、レンズ枠１２の長手方向に対して永久磁石２１の長手方向一端がＳ極、他端がＮ極となっている。そして、位置検出装置１３ｘ〜１３ｚの各永久磁石２１は、レンズ枠１２の側面に対して、着磁方向が同一となるように固定されている。

ホールセンサ２２は、永久磁石２１の長手方向中央部と対向するように配置される。
ヨーク２３ａ、２３ｂは、永久磁石２１の長手方向と同等程度の長さを有し、平面視でホールセンサ２２を挟んでその両側に永久磁石２１の長手方向に沿って配置され、側面視でホールセンサ２２の、永久磁石２１とは逆の面側に配置される。ホールセンサ２２とヨーク２３ａ、２３ｂとは、互いに相対位置関係を保った状態で図示しない支持手段によって基板１４に固定される。

図３は、携帯端末１に搭載される各部品の配置例を説明するための説明図である。
携帯端末１に搭載される各部品は、図示しない電子機器用基板上に配置される。カメラモジュール２ａ、２ｂは、図３に示すように、カメラモジュール２ａ及び２ｂにおいて、位置検出装置１３ｘ〜１３ｚが設けられていない側面が、同一方向に面するように並べて配置される。つまり、図３に示すように、二つ並べたカメラモジュール２ａ及び２ｂを、略直方体の一つのモジュール２Ｓとみなしたとき、モジュール２Ｓの四つの側面のうち、平面視でモジュール２Ｓの長手方向に延びる一方の側面２Ｓ−ａには位置検出装置が設けられておらず、他の三つの側面のみに位置検出装置が設けられている。

また、モジュール２Ｓの周囲の側面２Ｓ−ａに面する特定領域Ａｓは、例えば磁気シールド材で囲む等により磁気遮蔽が行われている。
そして、カメラモジュール２ａ、２ｂを除く、携帯端末１に搭載される各種機器のうち、カメラモジュール２ａ、２ｂに含まれる磁石やヨーク等といった磁力に影響を及ぼす部品（以下、磁力発生部品とも言う。）が発する磁力の影響を受けるアンテナやスピーカ、近距離無線通信用の回路等といった部品（以下、外部部品ともいう。）は特定領域Ａｓに配置される。つまり、特定領域Ａｓは、外部部品の実装領域として確保されている。

外部部品を除く他の部品は、外部部品の実装位置を除く領域に配置される。また、レンズ枠１２の位置制御を行うアクチュエータとして磁石とコイルとを備えたアクチュエータを用いる場合には、アクチュエータのうち、磁石等、外部部品に影響を与える部品は、レンズ枠１２の位置検出装置１３ｘ〜１３ｚが配置された側面側にのみ配置する。
このように、二つのカメラモジュール２ａ、２ｂを、位置検出装置が設けられていない側面が同一方向に面するように並べて配置し、二つのカメラモジュール２ａ、２ｂの位置検出装置が設けられていない二つの側面からなる側面２Ｓ−ａに面する特定領域Ａｓを外部部品の実装領域として磁気遮蔽を行っている。そのため、この特定領域Ａｓに、外部部品を実装することによって、アンテナや通信回路、近距離無線通信用の通信回路が、磁石やヨーク等が発する磁力の影響を受けることを回避することができる。

また、二つのカメラモジュール２ａ、２ｂの位置検出装置が設けられていない二つの側面が同一方向に面するように並べて配置することで、カメラモジュール２ａ、２ｂの位置検出装置が設けられていない側面に面する領域を一つにまとめている。そのため、配置位置に制約を受ける外部部品をまとめて特定領域Ａｓに配置することができ、配置位置に制約を受けない他の部品の配置位置の自由度を向上させることができ、結果的に各種実装部品を効率よく配置することができる。
また、このように、外部部品や他の実装部品を効率よく配置することができるため、オートフォーカス機能及び手振れ補正機能を有する二つのカメラモジュール２ａ、２ｂであっても、その機能の一部を削減することなく両方の機能を備えたまま搭載することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

１ 携帯端末
２ａ、２ｂ カメラモジュール
１１ レンズ
１２ レンズ枠
１３ｘ〜１３ｚ 位置検出装置
１４ 基板
２１ 永久磁石
２２ ホールセンサ
２３ａ、２３ｂ ヨーク

Claims (8)

1. 他の部品の動作に影響を与える可能性のある磁力発生部品を有する複数のカメラモジュールと、
   磁力の影響を受ける外部部品と、を備え、
   前記複数のカメラモジュールは、予め設定した特定領域に面するように並べて配置され、
   前記複数のカメラモジュールにおいて、前記磁力発生部品は、前記特定領域を除く領域に面する位置に配置され、
   前記外部部品は、前記特定領域に配置される電子機器用基板。
2. 前記カメラモジュールは、レンズと、当該レンズを支持するレンズ枠と、前記レンズ枠の位置検出を行う位置検出装置と、前記レンズ枠の位置制御を行うアクチュエータとを備え、
   前記位置検出装置は直交する三軸方向の位置検出を行い、前記アクチュエータは前記三軸方向の位置制御を行う請求項１に記載の電子機器用基板。
3. 前記位置検出装置は、ホールセンサと位置検出用の永久磁石とを備え、
   前記磁力発生部品は、前記位置検出用の永久磁石を含む請求項２に記載の電子機器用基板。
4. 前記アクチュエータは、駆動用の永久磁石とコイルとを備え、
   前記磁力発生部品は、前記駆動用の永久磁石を含む請求項２又は請求項３に記載の電子機器用基板。
5. 前記アクチュエータは、さらにヨークを備え、
   前記磁力発生部品は、前記ヨークを含む請求項４に記載の電子機器用基板。
6. 前記外部部品は、アンテナ、近距離無線通信用回路及びスピーカのうちの少なくともいずれか一つである請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子機器用基板。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子機器用基板を備えた携帯端末。
8. 他の部品の動作に影響を与える可能性のある磁力発生部品を有する複数のカメラモジュールを含む電子機器用基板の設計方法であって、
   前記複数のカメラモジュールを予め設定した特定領域に面するように並べて配置すると共に、当該複数のカメラモジュールにおいて、前記磁力発生部品を、前記特定領域を除く領域に面するように配置し、
   磁力の影響を受ける外部部品を、前記特定領域に配置する電子機器用基板の設計方法。

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