JP2021081608A - 羽根駆動装置付きカメラモジュール及び羽根駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザが意図しない画像（映像）情報がカメラモジュールによって取り込まれてしまう問題を解決し、携帯用などの電子機器にて求められる高い薄型化の要求に対応できるようにする。【解決手段】羽根駆動装置付きカメラモジュールは、回路基板上に撮像ユニットを実装し、撮像ユニット上にレンズユニットを配備したカメラモジュールと、回路基板上に配備され、カメラモジュールにおける回路基板上の突出部分を収容する収容部を備え、レンズユニットの視野を開放又は遮蔽する羽根を具備する。【選択図】図２

Description

本発明は、羽根駆動装置付きカメラモジュール及び羽根駆動装置に関するものである。

近年の電子機器、特に、携帯用電子機器（ノート型ＰＣ、スマートフォンやタブレット端末などの携帯情報端末など）には、カメラモジュールが装備されている。カメラモジュールは、プリント回路基板（ＰＣＢ：printed circuit board）にイメージセンサなどの撮像ユニットが実装され、その上にレンズユニットが装備されている。また、レンズユニットの上にメカニカルシャッタを配備したカメラモジュールも知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００９−２８８３２７号公報

近年の電子機器は、「IoT：Internet of Things（モノのインターネット）」という言葉で表現されているように、ネットワークに接続された状態で使用するものが多くなっている。IoTにおいて、電子機器は、常にクラッキング（悪意のあるハッキング）やサイバー攻撃の危機に曝されていると言え、そのためのセキュリティ対策が不可欠になっている。

カメラモジュールが装備されている電子機器は、カメラモジュールに光を取り込む開口が常に開放された状態になっていると、IoTにおいて、悪意の外部操作でカメラ機能が作動された場合に、プライベート画像の流出や不正な画像取得による防犯機能の低下などと言った問題が生じる。

また、IoTと切り離した場合にも、カメラモジュールの開口が常に開放されていると、携帯用電子機器などでは、意図しない画像が取り込まれて保存されてしまう可能性があり、このようなことになると、盗撮の疑いを掛けられるといった事態になりかねない問題が生じる。また、実際に画像が取り込まれることが無くても、カメラモジュールの開口が開放された状態になっていることで、周囲から盗撮されているのではないかという、あらぬ疑いをかけられるといった問題があった。

これに対して、前述した従来技術のように、カメラモジュールにおけるレンズユニットの上にメカニカルシャッタを設ける構成は、未使用時にはユーザが意図的にメカニカルシャッタを閉じることで、ユーザが意図しない画像（映像）情報がカメラモジュールに取り込まれてしまう問題を解消することができる。しかしながら、前述した従来技術のように、レンズユニットの上にメカニカルシャッタを配備する構成では、従来技術のように、レンズユニットの一部をメカニカルシャッタの一部に収容したとしても、携帯用電子機器において求められる薄型化の高い要求には対応できない問題があった。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、本発明は、カメラモジュールを電子機器に装備するに際して、ユーザが意図しない画像（映像）情報がカメラモジュールによって取り込まれてしまう問題を解決すること、更には、携帯用などの電子機器にて求められる高い薄型化の要求に対応できるようにすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
回路基板上に撮像ユニットを実装し、該撮像ユニット上にレンズユニットを配備したカメラモジュールと、前記回路基板上に配備され、前記カメラモジュールにおける前記回路基板上の突出部分を収容する収容部を備え、前記レンズユニットの視野を開放又は遮蔽する羽根を具備する羽根駆動装置とを備えることを特徴とする羽根駆動装置付きカメラモジュール。

本発明の実施形態に係る羽根駆動装置付きカメラモジュールの外観斜視図。 本発明の実施形態に係る羽根駆動装置付きカメラモジュールの部分断面図。 羽根駆動装置の分解斜視図。 カメラモジュールへの羽根駆動装置の取り付け例を示した説明図（（ａ）が回路基板上に羽根駆動装置を固着した例、（ｂ）が羽根駆動装置の収容部内にカメラモジュールのレンズユニットを固着した例）。 羽根駆動装置の要部を示した説明図（（ａ）が側面図、（ｂ）が底面図）。 羽根駆動装置の羽根の開閉を示した説明図（（ａ）が開状態、（ｂ）が閉状態）。 羽根駆動装置における羽根に対する係止軸の構成を示した説明図（（ａ）が一体形成の例、（ｂ）がインサート又はアウトサート成形の例）。 羽根の遮蔽部の例を示した説明図（（ａ）が網目状の遮蔽部、（ｂ）が同心スリット状の遮蔽部、（ｃ）がモザイクフィルタ）。 羽根の外表面の意匠を示した説明図（（ａ）が絵柄の意匠、（ｂ）が文字の意匠）。 羽根駆動装置付きカメラモジュールが内部に装備された電子機器を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１及び図２に示すように、羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、カメラモジュール１Ａと羽根駆動装置１Ｂを備えるものである。カメラモジュール１Ａは、回路基板（ＰＣＢ）２上に、イメージセンサを含む撮像ユニット３を実装し、撮像ユニット３上にレンズユニット４を配備している。図２に示した例では、撮像ユニット３は、回路基板２に設けた凹部２Ａに実装されており、レンズユニット４は、回路基板２の表面２Ｂ上に取り付けられている。これにより、カメラモジュール１Ａは、回路基板２上にレンズユニット４の高さＨ分の突出部分を有している。なお、他の実施形態では、回路基板２に凹部２Ａを設けずに撮像ユニット３が回路基板２に実装されてもよい。

これに対して、羽根駆動装置１Ｂは、回路基板２上に配備されており、前述したカメラモジュール１Ａにおける回路基板２上の突出部分を収容する収容部５を備えている。収容部５は、羽根駆動装置１Ｂの枠体６内に設けられており、枠体６が回路基板２上に配備されている。なお、 本明細書での「配備」とは、羽根駆動装置１Ｂの少なくとも一部が回路基板２に接触するように固定されている状態と、羽根駆動装置１Ｂが回路基板２には接触せずに他の部材を介して固定されている状態を含んでいる。

羽根駆動装置１Ｂは、カメラモジュール１Ａにおけるレンズユニット４の視野ＦＯＶ（Field Of View）を開放又は遮蔽する羽根１０を備えている。また、羽根駆動装置１Ｂの枠体６には、羽根１０を開閉駆動する駆動部２０が装備されている。羽根駆動装置１Ｂの駆動部２０は、回路基板２上に突出するレンズユニット４の高さＨ部分に並列して配備されている。

図３にて、羽根駆動装置１Ｂの構造の具体例を説明する。羽根駆動装置１Ｂの枠体６は、前述した収容部５を備えると共に、収容部５に連通する枠開口６Ａを有している。枠体６は、樹脂などで一体成形することでき、その表面に組み付け突起６Ｂや回転軸６Ｃや支持軸６Ｐなどが一体に設けられている。

羽根駆動装置１Ｂの駆動部２０は、枠体６において収容部５の側方部分に収納される。駆動部２０は、駆動レバー２１が一体に回転するロータマグネット２２が、枠体６の回転軸６Ｃに回転自在に軸支されており、そのロータマグネット２２を囲むようにＵ字型のヨーク２３が配備されている。ヨーク２３の片側は、コイル２４の巻き芯に挿入され、コイル２４は、通電端子２５Ａが一体になったボビン２５に巻かれている。

羽根駆動装置１Ｂの駆動部２０上には、仕切り板１２が設けられている。仕切り板１２には、カメラモジュール１Ａの視野ＦＯＶに対応する開口１２Ａが設けられている。また、仕切り板１２には、羽根１０に設けた係合軸１１を通す孔部１２Ｂと、枠体６の組み付け突起６Ｂを通す組み付け孔１２Ｃなどが設けられている。

仕切り板１２の上には、羽根１０とカバー板１３が配備されており、仕切り板１２とカバー板１３との間の空間が羽根室になり、その中に羽根１０が摺動自在に配備される。カバー板１３には、仕切り板１２の開口１２Ａと同軸の開口１３Ａが設けられ、仕切り板１２の孔部１２Ｂに対応した孔部１３Ｂと、組み付け孔１２Ｃに対応する孔部１３Ｃが設けられている。

羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、例えば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、カメラモジュール１Ａに対して羽根駆動装置１Ｂが取り付けられる。図４（ａ）に示す例では、回路基板２と羽根駆動装置１Ｂの枠体６とが固着部Ｐ１にて固着されており、固着部Ｐ１における回路基板２上には、羽根駆動装置１Ｂを固着する固着面２Ｐが設けられている（同様に、羽根駆動装置１Ｂの枠体の下面には、回路基板２を固着する固着面が設けられている）。

この例では、枠体６における収容部５に、レンズユニット４の上面との間に間隙Ｇ１が設けられている。このような間隙Ｇ１を設けることで、レンズユニット４を取り付ける際のチルト（傾き）を許容することが可能になる。また、このような間隙Ｇ１を設けた場合であっても、収容部５の上方には、レンズユニット４の視野ＦＯＶを制限しない大きさの開口（開口１２Ａ又は開口１３Ａ）が設けられている。

図４（ｂ）に示す例では、枠体６に設けた収容部５に、レンズユニット４の一部を固着する固着部Ｐ２が設けられており、この固着部Ｐ２において、収容部５の内面に固着面が設けられている。この例では、回路基板２と羽根駆動装置１Ｂの枠体６との間に間隙Ｇ２が設けられている。このような間隙Ｇ２を設けることで、この例においても、レンズユニット４の傾きを許容することが可能になる。なお、固着部Ｐ１，Ｐ２における固着には、接着剤などを用いることができる。

図５に示すように、羽根１０の片面には、駆動部２０の駆動レバー２１に係合する係合軸１１が突出して設けられている。係合軸１１は、駆動レバー２１におけるレール部２１Ａに係合している。図示の例では、レール部２１Ａは櫛歯状であるが、このレール部２１Ａは長孔状であっても良い。

羽根１０は、前述したように、仕切り板１２とカバー板１３との間に形成される羽根室の薄厚空間内に摺動自在に配置されている。仕切り板１２の開口１２Ａとカバー板１３の開口１３Ａは同軸上にあり、若干小径の開口１２Ａが羽根駆動装置１Ｂの開口になっている。羽根１０の片面から突出するように設けられる係合軸１１は、仕切り板１２の孔部１２Ｂを通って、駆動レバー２１のレール部２１Ａに係合している。

羽根１０は、軸孔１０Ｐにて、枠体６に設けた支持軸６Ｐに軸支されている。支持軸６Ｐは、仕切り板１２の軸孔１２Ｐと羽根１０の軸孔１０Ｐを通って、カバー板１３の軸孔１３Ｐに通される。

羽根１０の開閉動作は、駆動部２０におけるコイル２４への通電で行われる。コイル２４へ通電すると、ロータマグネット２２が回転軸６Ｃ周りに揺動して、駆動レバー２１が左右に振れ、駆動レバー２１に係合してる係合軸１１を揺動させて、羽根１０が支持軸６Ｐ周りに揺動する。図６（ａ）に示す状態が、羽根１０の開状態であり、開口１２Ａを開放することで、カメラモジュール１Ａの視野を開放している。図６（ｂ）に示す状態が、羽根１０の閉状態であり、開口１２Ａを遮蔽することで、カメラモジュール１Ａの視野を遮蔽している。なお、 コイル２４に通電されていない状態ではロータマグネット２２がヨーク２３に吸引される。これにより、無通電状態でも羽根１０の開状態および閉状態を保持することができる。

羽根１０の片面側から突起する係合軸１１は、図７（ａ）に示すように、羽根１０と同一材料で一体成形されるか、或いは、図７（ｂ）に示すように、羽根１０とは異なる部材で、インサート成形又はアウトサート成形にて羽根１０に取り付けられる。このように、羽根１０の片側に係合軸１１を突出させて、駆動レバー２１のレール部２１Ａに係合させることで、係合軸１１と駆動レバー２１の係合の抜け止めを効果的に行いながら、羽根１０の上方への突起を抑えることができる。これによって、羽根駆動装置１Ｂ自体の薄型化が可能になる。

ここで用いられる羽根１０は、図８及び図９に示すように、羽根駆動装置１Ｂの開口を塞ぐ遮蔽部１０Ａを有している。この遮蔽部１０Ａは、開口に入射する光の全部を遮光する遮光部であってもよいが、それ以外に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、開口に入射する光の一部を遮光して撮影を阻害するものであってもよい。図８（ａ）に示す例は、網目状の遮蔽部であり、図８（ｂ）に示す例は、同心スリット状の遮蔽部であって、これらを設けることで、開口に入射する光の一部を遮光して撮影を阻害することができる。また、羽根部材１０の遮蔽部１０Ａは、図８（ｃ）に示すように、開口に入射する光をフィルタリングして撮影を阻害するフィルタ部であってもよい。図８（ｃ）に示す例は、モザイクフィルタによって、開口に入射する光をフィルタリングして撮影を阻害することができる。

羽根１０は、閉状態になっているときに、その状態が外観視できて、カメラモジュール１への画像取り込みがなされないことをユーザや他人が確認できることが好ましい。このため、羽根１０の外表面は、視認性の高い赤色などで着色しておくことが好ましい。また、羽根１０の遮蔽部１０Ａの外表面に、図９（ａ）に示すような絵柄の意匠を設けたり、図９（ｂ）に示すように文字の意匠を設けたりして、外観性を高めることが好ましい。

本発明の実施形態に係る羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、羽根駆動装置１Ｂを回路基板２上に配備して、枠体６にカメラモジュール１Ａのレンズユニット４を収容する収容部５を設けることで、レンズユニット４上に羽根駆動装置１Ｂの駆動部２０を重ねることを避けて、回路基板２上に配備されるレンズユニット４の突出高さのスペースに、羽根駆動装置１Ｂの駆動部２０を配備している。これによって、羽根駆動装置付きカメラモジュール１の薄型化を可能にしている。

また、羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、回路基板２上に、羽根駆動装置１Ｂを固着する固着面２Ｐを設けることで、羽根駆動装置１Ｂを安定して固着することができ、更に、収容部５に、レンズユニット４の上面との間に間隙Ｇ１を設けることで、レンズユニット４のチルトを効果的に許容することができる。

また、羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、収容部５に、レンズユニット４の一部を固着する固着面を設けることで、レンズユニット４の姿勢に応じて羽根駆動装置１Ｂを配備することができる。この際、回路基板２と羽根駆動装置１Ｂとの間に間隙Ｇ２を設けることで、レンズユニット４のチルトを効果的に許容することができる。

また、羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、羽根１０の片面に、駆動部２０の駆動レバー２１に係合する係合軸１１を突出して設けているので、羽根１０と駆動部２０との連結において、羽根１０の上への突出を抑えることができる。これによって、羽根駆動装置１Ｂ自体の薄型化が可能になる。

図１０は、羽根駆動装置付きカメラモジュール１を備える電子機器の一例として、カメラ機能を備えたＰＣ（ノート型ＰＣ）１００を示している。羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、このようなＰＣだけでなく、スマートフォンなどの携帯情報端末、カメラ機能を備えたＡＩスピーカ（スマートスピーカ）、ホームセキュリティーカメラ、など、カメラ機能を備えたＩｏＴ全般に適用することができる。

羽根駆動装置付きカメラモジュール１は、回路基板２上に羽根駆動装置１Ｂを配備することで、全体の薄型化が可能になり、電子機器１００の筐体Ｔの内側に大きなスペースを要すること無く配備することができる。この例では、羽根駆動装置付きカメラモジュールの１の開口が筐体Ｔに設けた筐体開口Ｔ１に重なるように配備されている。

このような羽根駆動装置付きカメラモジュール１を備える電子機器１００は、羽根駆動装置１Ｂの羽根１０を閉状態にすることで、ユーザが意図していない画像（映像）が電子機器１００内に取り込まれることを未然に防止することができるので、プライバシー画像の流出や盗撮の疑いを掛けられることを回避することができ、ＩｏＴ環境下であっても安心してカメラ機能を有する電子機器を使用することができる。なお、他の実施の形態では、駆動部２０として、マグネットまたはコイルをリニアに移動させるＶＣＭ（Voice Coil Motor）などが採用されてもよい

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：羽根駆動装置付きカメラモジュール，
１Ａ：カメラモジュール，１Ｂ：羽根駆動装置，
２：回路基板（ＰＣＢ），２Ａ：凹部，２Ｂ：表面，２Ｐ：固着面，
３：撮像ユニット，４：レンズユニット，
５：収容部，６：枠体，６Ａ：枠開口，６Ｂ：組み付け突起，
６Ｃ：回転軸，６Ｐ：支持軸，
１０：羽根，１０Ｐ：軸孔，
１１：係合軸，１２：仕切り板，１２Ａ：開口，１２Ｂ：孔部，
１２Ｃ：組み付け孔，１２Ｐ：軸孔，
１３：カバー板，１３Ａ：開口，１３Ｂ，１３Ｃ：孔部，１３Ｐ：軸孔，
２０：駆動部，２１：駆動レバー，２１Ａ：レール部，
２２：ロータマグネット，２３：ヨーク，
２４：コイル，２５：ボビン，２５Ａ：通電端子，
Ｐ１：固着部，Ｇ１，Ｇ２：間隙，
１００：電子機器（ノートＰＣ），Ｔ：筐体，Ｔ１：筐体開口

Claims (9)

1. 回路基板上に撮像ユニットを実装し、該撮像ユニット上にレンズユニットを配備したカメラモジュールと、
   前記回路基板上に配備され、前記カメラモジュールにおける前記回路基板上の突出部分を収容する収容部を備え、前記レンズユニットの視野を開放又は遮蔽する羽根を具備する羽根駆動装置とを備えることを特徴とする羽根駆動装置付きカメラモジュール。
2. 前記回路基板上には、前記羽根駆動装置を固着する固着面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
3. 前記収容部には、前記レンズユニットの上面との間に間隙が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
4. 前記収容部には、前記レンズユニットの一部を固着する固着面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
5. 前記回路基板と前記羽根駆動装置との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項４記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
6. 前記羽根駆動装置は、前記回路基板上に突出する前記レンズユニットの高さ部分に並列して、前記羽根を駆動する駆動部が配備されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
7. 前記羽根の片面には、前記駆動部の駆動レバーに係合する係合軸が突出して設けられていることを特徴とする請求項６記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
8. 前記係合軸は、前記羽根に一体成形されるか、或いはインサート成形又はアウトサート成形にて前記羽根に取り付けられていることを特徴とする請求項７記載の羽根駆動装置付きカメラモジュール。
9. カメラモジュールの視野を開放又は遮蔽する羽根を駆動する羽根駆動装置であって、
   カメラモジュールの回路基板上に固着される固着面を備えると共に、カメラモジュールにおける回路基板上の突出部分を収容する収容部を備えることを特徴とする羽根駆動装置。

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