JP4952149B2

JP4952149B2 - カメラモジュール

Info

Publication number: JP4952149B2
Application number: JP2006236884A
Authority: JP
Inventors: 貴石沢; 智彦大坂
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: US7639440B2; EP1895343B1; US20080266682A1; JP2008058733A; DE602007003915D1; EP1895343A1

Description

本発明は、カメラモジュールに関し、さらに詳しくは、比較的小型のデジタルカメラや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に関する。

比較的小型のデジタルカメラなどにおいて、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により発生する磁界と、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が使用されている。

このようなカメラモジュールには、レンズユニットを保持しているバレル、及びこのバレルを保持しているホルダを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。

図１１は、このようなカメラモジュールのレンズユニット（図示せず）を光軸方向に変位させるためのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。なお、撮像素子（図示せず）はベース１１１の下方に配置されている。

カバー１０１とベース１１１との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位可能に収容されている。

ホルダ１０８の上下の各円筒縁部には上部板バネ１０４の内環部１０４ｂと下部板バネ１１０の内環部１１０ｂがそれぞれ取付けられており、上部板バネ１０４の外環部１０４ａはベース１１１に固定されているヨーク１０５の上面に接着されており、下部板バネ１１０の外環部１１０ａはベース１１１に接着されている。

この上部板バネ１０４と下部板バネ１１０のそれぞれの外環部１０４ａ、１１０ａと内環部１０４ｂ、１１０ｂとの間に形成されている各３本の架橋部１０４ｃ、１１０ｃが撓むことによりホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位することができる。

上記ヨーク１０５には複数のマグネット片１０６が接着されており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にコイル１０７が配置されている。このコイル１０７はホルダ１０８の外周に巻回されており、コイル１０７に電流を供給することによりホルダ１０８をレンズユニットの光軸方向へ変位させる駆動力を得る。なお、符号１０３により示す部材はコイル１０７へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号１０２により示す部材は上部板バネ１０４の内環部上面に装着されるストッパであり、符号１０９により示す部材は下部板バネ１１０とヨーク１０５の底面との間に装着されるプレートである。

上述した下部板バネ１１０の平面図を図１２に示す。なお、上部板バネ１０４と下部板バネ１１０とは外環部１０４ａ、１１０ａの形状が異なるだけであり、その基本的な構成は略共通するため、以下、下部板バネ１１０について説明し、上部板バネ１０４の説明は省略する。

下部板バネ１１０はリング状の外環部１１０ａと、この外環部１１０ａと同軸に配置されているリング状の内環部１１０ｂを有し、内環部１１０ｂは３本の架橋部１１０ｃにより外環部１１０ａに支持されている。この架橋部１１０ｃは円弧状の形状を有し、外環部１１０ａと内環部１１０ｂの間に形成されているリング状の間隙１１０ｆ内において外環部１１０ａの内周縁と内環部１１０ｂの外周縁に沿うように延在している。

なお、上記のような上部板バネ１０４と下部板バネ１１０は特許文献１に開示されている。

特開2004-280031

上記のような上部板バネ１０４や下部板バネ１１０は、ベリリウム銅板を打抜き加工して製作されている。このベリリウム銅板は、圧延方向に沿って板厚にむら（厚薄）があるため、この板厚の厚薄により上部板バネ１０４や下部板バネ１１０の板バネとしての荷重特性が安定しないという問題点がある。この荷重特性の安定を図ることができないと、コイル１０７への電力供給に伴うホルダ１０８の初期応答速度と初期変位量が安定せず、ホルダ１０８の位置を正確に制御することが困難になる。

また、板バネの荷重特性には上部板バネ１０４や下部板バネ１１０の加工時に行われる熱処理の影響もあり、予め定めた荷重特性と一致する特性を実現することは非常に困難であった。

さらに、ヨーク１０５に装着されている複数のマグネット片１０６の厚みにも厚薄があり、このマグネット片１０６の厚薄によりマグネット片１０６の表面とコイル１０７の表面までの距離が異なる場合がある。この場合、コイル１０７が受ける磁力が相違するために、磁気回路内におけるホルダ１０８の安定した推力を確保できないという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、板バネの安定した荷重特性と磁気回路内におけるホルダの安定した推力を確保することができるカメラモジュールを提供することを目的とする。

本発明に係るカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、前記ホルダに設けられているコイルと、前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、前記ホルダを支持すると共に、外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有する板バネと、前記板バネの前記架橋部を部分的に支持することにより前記板バネの荷重特性を変更することができる架橋部支持手段と、前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールであって、前記架橋部支持手段は、リング状の環状部と、前記環状部の内側に突出すると共に前記架橋部を支持する支持部とを有し、前記板バネの荷重特性を変更するために前記板バネと同軸に回動可能に配置されていることを特徴とする。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記支持部が弾性を有していることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記支持部が前記架橋部の延在方向に沿って前記支持部から延出している延出部を有していることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記架橋部支持手段が、前記環状部の外周部において回動可能に支持されていることが好ましい。

さらに本発明に係るカメラモジュールは、前記架橋部支持手段が、前記ヨークからの磁束漏洩を遮断する磁束遮断部材であることが好ましい。

請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、板バネの架橋部を部分的に支持することにより、板バネの荷重特性を変更することができる架橋部支持手段を有している。従って、板バネの板厚に厚薄や熱処理の影響等によって板バネとしての荷重特性が予め定めた荷重特性と一致しない場合、また、マグネットの厚みに厚薄がある場合においても、架橋部支持手段によって、見かけ上の板バネのバネ定数を調整し、予め定めた荷重特性を実現することができ、磁気回路内におけるホルダの安定した推力を確保することができる。また、板バネの架橋部を部分的に支持することにより、架橋部の有効可撓長を調整することができる。この場合においても、予め定めた荷重特性を容易に実現することができ、磁気回路内におけるホルダの安定した推力を確保することができる。また、上記架橋部支持手段が板バネに対して同軸に回動可能に配置されている。このため、架橋部支持手段を回動させるだけで板バネの荷重特性の調整作業を行うことができる。

請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、架橋部支持手段の支持部が弾性を有している。このため、板バネのバネ定数にこの支持部のバネ定数を加えることにより、見かけ上の板バネのバネ定数を増加させることができる。

請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、架橋部支持手段の支持部が板バネの架橋部の延在方向に沿って支持部から延出している延出部を有している。この延出部の延出長さを適宜選択することにより、支持部の弾性を容易に設定することができる。

請求項４記載の発明に係るカメラモジュールは、架橋部支持手段が外周部により回動可能に支持されている。外周部により架橋部支持手段を回動可能に支持することができるため、架橋部支持手段を回動可能に支持するための他の部材を必要とせず、カメラモジュールの部品点数を最小限度に抑えることができる。

請求項５記載の発明に係るカメラモジュールは、架橋部支持手段がヨークからの磁束漏洩を遮断する磁束遮断部材としての機能を有している。このため、磁束遮断部材としての他の部材を必要とせず、部品点数の減少を図ることができる。

以下、本発明に係る実施形態のカメラモジュールについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

本実施形態のカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニット（図示せず）と、レンズユニットを収容すると共にレンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダ９と、ホルダ９に設けられているコイル８と、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、ホルダ９を支持すると共に、外環部５ａと、外環部５ａに対して変位すると共にホルダ９に固定されている内環部５ｂと、内環部５ｂを外環部５ａに対して支持している複数の架橋部５ｃとを有する上部板バネ５と、レンズユニットの下方に配置されている撮像素子（図示せず）とを有し、上部板バネ５の架橋部５ｃを部分的に支持することにより上部板バネ５の荷重特性を変更することができる架橋部支持手段である架橋部支持部材４を有することを特徴とする。なお、この特徴は後述する下部板バネ１１及び架橋部支持部材１０においても認められる。

最初に図１を参照しつつ本実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１について説明する。なお、撮像素子（図示せず）はベース１３の下方に配置されている。

カバー２とベース１３との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ９がレンズユニット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の内環部５ｂと下部板バネ１１の内環部１１ｂが取付けられており、上部板バネ５の外環部５ａ（図２参照）はヨーク６の上面に取付けられ、下部板バネ１１の外環部１１ａ（図８参照）はベース１３に取付けられている。

上部板バネ５とカバー２との間には、後述する架橋部支持部材４が配設されている。この架橋部支持部材４は、図３に示すように、リング状の環状部４ａの外周部の４箇所に外周支持部４ｄを有し、この外周支持部４ｄがベース１３の突起１３ａ（図６参照）と摺動することにより、架橋部支持部材４が回動可能にベース１３に支持されている。

また、下部板バネ１１とヨーク６との間には、後述する架橋部支持部材１０が配設されている。この架橋部支持部材１０のリング状の環状部１０ａ（図７参照）はベース１３に支持されている。なお、この架橋部支持部材１０は、ヨーク６の開放されている底面を封鎖するように配設されており、ヨーク６からの磁束漏洩を遮断する磁束遮断部材としての機能も果たしている。

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をレンズユニットの光軸方向へ変位させることができる。なお、符号１２により示す部材はコイル８へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号２により示す部材は上部板バネ５の内環部５ｂ（図２参照）上面に装着されるストッパである。

次に、図２ないし図６を参照しつつ上部板バネ５と架橋部支持部材４について説明する。

図２に示すように、上部板バネ５はベリリウム銅製の金属板を打抜き加工したものであり、リング状の外環部５ａと、この外環部５ａと同軸に配置されているリング状の内環部５ｂを有している。内環部５ｂは３本の架橋部５ｃにより外環部５ａに支持されている。この架橋部５ｃは円弧状の形状を有し、外環部５ａの内周縁と内環部５ｂの外周縁に沿うように延在している。また、各架橋部５ｃは、外環部側の基部５ｄを有している。

図３に示すように、架橋部支持部材４はベリリウム銅製の金属板を打抜き加工したものであり、リング状の環状部４ａと、この環状部４ａの内側から延出している３つのＬ字型の支持部４ｂと、各支持部４ｂから延出している延出部４ｃと、リング状の環状部４ａの外周部の４箇所に外周支持部４ｄとを有している。また、環状部４ａの外側に向かって一組の操作片４ｅが延出している。

この架橋部支持部材４は上部板バネ５と同軸に回動可能に配置されている。即ち、上部板バネ５はヨーク６に回動不能に取付けられているが、架橋部支持部材４は、外周支持部４ｄがベース１３の突起１３ａ（図６参照）と摺動することにより回動可能にベース１３に支持されている。

支持部４ｂは、上部板バネ５の架橋部５ｃの外環部側の基部５ｄに対応した大きさと形状を有している。そして、この支持部４ｂには、板バネ５の架橋部５ｃの延在方向に沿うように延出部４ｃが形成されている。

図４及び図５は、上部板バネ５と架橋部支持部材４とが組み合わされた状態を示している。図４及び図５において、上部板バネ５は回動しておらず、架橋部支持部材４のみが上部板バネ５と同軸に回動している。図４は、操作片４ｅを操作し、架橋部支持部材４の支持部４ｂの延出部４ｃが上部板バネ５の架橋部５ｃの外環部側の基部５ｄと重なる位置まで、架橋部支持部材４を反時計回り方向に回動した状態を示している。この状態において延出部４ｃは架橋部５ｃの基部５ｄのみを支持しているため、架橋部５ｃは撓みやすい状態となっている。一方、延出部４ｃが架橋部５ｃの外環部側の基部５ｄの近傍にまで重なるように、架橋部支持部材４を時計回り方向に回動してゆくと、延出部４ｃと架橋部５ｃとが重なり合っている部分（図５において符号Ａによって示されている部分）が増加してゆく。図５は、この延出部４ｃと架橋部５ｃとが重なり合っている部分の面積が最も広い状態を示している。

次に、本実施形態のカメラモジュールの組立時における上部板バネ５のバネ定数の調整作業について説明する。

上述したように、上部板バネ５に対して架橋部支持部材４を回動させることにより、延出部４ｃと架橋部５ｃとが重なり合っている部分の面積を変化させることができる。そして、この面積を増加させてゆくとその面積の増加に応じて延出部４ｃのバネ定数が架橋部５ｃのバネ定数に加えられることになる。従って、上部板バネ５自体のバネ定数は不変であるものの、延出部４ｃのバネ定数が加えられることにより、見かけ上、上部板バネ５のバネ定数を増加させて板バネとしての荷重特性を調整することができる。なお、この調整作業の終了後には、架橋部支持部材４をベース１３に部分的に接着し固定する。

次に、図７ないし図１０を参照しつつ下部板バネ１１と架橋部支持部材１０について説明する。

図８に示すように、下部板バネ１１はベリリウム銅製の金属板を打抜き加工したものであり、リング状の外環部１１ａと、この外環部１１ａと同軸に配置されているリング状の内環部１１ｂを有している。内環部１１ｂは３本の架橋部１１ｃにより外環部１１ａに支持されている。この架橋部１１ｃは円弧状の形状を有し、外環部１１ａの内周縁と内環部１１ｂの外周縁に沿うように延在している。また、各架橋部１１ｃは、外環部側の基部１１ｄを有している。また、外環部１１ａの外側に向かって操作片１１ｅが延出している。

この下部板バネ１１は架橋部支持部材１０と同軸に回動可能に配置されている。即ち、架橋部支持部材１０はベース１３に回動不能に取付けられているが、下部板バネ１１は、外環部１１ａの外周縁がベース１３のリング状の溝１３ｂ（図１参照）と摺動することにより回動可能にベース１３に支持されている。

図７に示すように、架橋部支持部材１０は、カメラモジュールにおける板バネとしての可撓性を略有さず、磁化しやすいステンレス板を打抜き加工したものであり、リング状の環状部１０ａと、この環状部１０ａの内側から延出している３つの支持部１０ｂとを有している。この支持部１０ｂは、下部板バネ１１の架橋部１１ｃの外環部側の基部１１ｄに対応した大きさと形状を有している。

図９及び図１０は、下部板バネ１１と架橋部支持部材１０とが組み合わされた状態を示している。図９及び図１０において、架橋部支持部材１０は回動しておらず、下部板バネ１１のみが架橋部支持部材１０と同軸に回動している。図９は、操作片１１ｅを操作し、下部板バネ１１の架橋部１１ｃの外環部側の基部１１ｄのみが架橋部支持部材１０の支持部１０ｂと重なる位置まで、下部板バネ１１を時計回り方向に回動した状態を示している。この状態において支持部１０ｂは架橋部１１ｃの基部１１ｄのみを支持しているため、架橋部１１ｃの可撓できる部分の長さ（有効可撓長）は最も長い状態となっている。一方、支持部１０ｂが架橋部１１ｃの外環部側の基部１１ｄの近傍にまで重なるように、下部板バネ１１を反時計回り方向に回動してゆくと、支持部１０ｂと架橋部１１ｃとが重なり合っている部分（図１０において符号Ｂによって示されている部分）が増加してゆく。図１０は、この支持部１０ｂと架橋部１１ｃとが重なり合っている部分の面積が最も広く、架橋部１１ｃの有効可撓長が最も短い状態を示している。

次に、本実施形態のカメラモジュールの組立時における下部板バネ１０の有効可撓長の調整作業について説明する。

上述したように、架橋部支持部材１０に対して下部板バネ１１を回動させることにより、支持部１０ｂと架橋部１１ｃとが重なり合っている部分の面積を変化させることができる。そして、この面積を増加させてゆくとその面積の増加に応じて架橋部１１ｃの有効可撓長が短くなっていくことになる。従って、下部板バネ１１の架橋部１１ｃの長さ自体は不変であるものの、その有効可撓長が短縮されていくことにより、見かけ上、下部板バネ１１の架橋部１１ｃの有効可撓長が短縮されて板バネとしての荷重特性を調整することができる。なお、この調整作業の終了後には、下部板バネ１１をベース１３に部分的に接着し固定する。

以下、本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態のカメラモジュールは、上部板バネ５の架橋部５ｃを部分的に支持することにより、上部板バネ５の荷重特性を変更することができる架橋部支持部材４を有している。従って、上部板バネ５の板厚に厚薄や熱処理の影響等によって板バネとしての荷重特性が予め定めた荷重特性と一致しない場合、また、マグネット片７の厚みに厚薄がある場合においても、架橋部支持部材４によって、見かけ上の上部板バネ５のバネ定数を調整し、予め定めた荷重特性を実現することができ、磁気回路内におけるホルダの安定した推力を確保することができる。

また、下部板バネ１１の架橋部１１ｃを部分的に支持する架橋部支持部材１０においては、架橋部１１ｃの有効可撓長を調整することにより、予め定めた荷重特性を容易に実現することができ、磁気回路内におけるホルダの安定した推力を確保することができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、架橋部支持部材４が上部板バネ５に対して同軸に回動可能に配置されている。このため、架橋部支持部材４を回動させるだけで上部板バネ５の板バネとしての荷重特性の調整作業を行うことができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、架橋部支持部材４の支持部４ｂが弾性を有している。このため、上部板バネ５のバネ定数にこの支持部４ｂのバネ定数を加えることにより、見かけ上の上部板バネ５のバネ定数を増加させることができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、架橋部支持部材４の支持部４ｂが上部板バネ５の架橋部５ｃの延在方向に沿って支持部４ｂから延出している延出部４ｃを有している。この延出部４ｃの延出長さを適宜選択することにより、支持部４ｂの弾性を容易に設定することができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、架橋部支持部材４が外周支持部４ｄにより回動可能に支持されている。外周支持部４ｄにより架橋部支持部材４を回動可能に支持することができるため、架橋部支持部材４を回動可能に支持するための他の部材を必要とせず、カメラモジュールの部品点数を最小限度に抑えることができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、架橋部支持部材１０がヨーク６からの磁束漏洩を遮断する磁束遮断部材としての機能を有している。このため、磁束遮断部材としての他の部材を必要とせず、部品点数の減少を図ることができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、下部板バネ１１が架橋部支持部材１０に対して回動可能に支持されている。従って、架橋部支持部材１０に他の機能（磁束遮断部材等の機能）を持たせることができる。

以上、本実施形態の板バネと架橋部支持部材について説明したが、上記実施形態の板バネと架橋部支持部材の材質、形状、大きさ等は一例に過ぎず、これらは適宜変更可能である。また、板バネと架橋部支持部材は相対的に回動させる構成となっているが、相対的な位置が移動可能であればよく、これら部材を相対的に回動させる構成を採る必要はない。

本発明に係る実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１の分解斜視図である。図１に示すカメラモジュールの上部板バネ５の平面図である。図１に示すカメラモジュールの架橋部支持部材４の平面図である。図１に示すカメラモジュールの上部板バネ５と架橋部支持部材４とが組み合わされた状態を示す説明図である。図１に示すカメラモジュールの上部板バネ５と架橋部支持部材４とが組み合わされた状態を示す説明図である。図１に示すカメラモジュールの上部板バネ５と架橋部支持部材４とがベース１３に組みつけられている状態を示す斜視図である。図１に示すカメラモジュールの架橋部支持部材１０の平面図である。図１に示すカメラモジュールの下部板バネ１１の平面図である。図１に示すカメラモジュールの下部板バネ１１と架橋部支持部材１０とが組み合わされた状態を示す説明図である。図１に示すカメラモジュールの下部板バネ１１と架橋部支持部材１０とが組み合わされた状態を示す説明図である。従来のカメラモジュールのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。従来のカメラモジュールのアクチュエータ機構１００の下部板バネ１１０の平面図である。

符号の説明

１、１００アクチュエータ機構
２、１０１カバー
３、１０２ストッパ
４、１０架橋部支持部材
４ｃ延出部
４ｄ外周支持部
４ｅ、１１ｅ操作片
５、１０４上部板バネ
５ａ、１１ａ、１０４ａ、１１０ａ外環部
５ｂ、１１ｂ、１０４ｂ、１１０ｂ内環部
５ｃ、１１ｃ、１０４ｃ、１１０ｃ架橋部
５ｄ、１１ｄ外環部側の基部
６、１０５ヨーク
７、１０６マグネット片
８、１０７コイル
９、１０８ホルダ
１１、１１０下部板バネ
１２、１０３フレキシブルプリント基板
１３、１１１ベース
１３ａ突起
１３ｂ溝
１０９プレート
１１０ｆ間隙

Claims

カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、
前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、
前記ホルダに設けられているコイルと、
前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、
前記ホルダを支持すると共に、外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有する板バネと、
前記板バネの前記架橋部を部分的に支持することにより前記板バネの荷重特性を変更することができる架橋部支持手段と、
前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールであって、
前記架橋部支持手段は、リング状の環状部と、前記環状部の内側に突出すると共に前記架橋部を支持する支持部とを有し、前記板バネの荷重特性を変更するために前記板バネと同軸に回動可能に配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
前記支持部は弾性を有している請求項１記載のカメラモジュール。
前記支持部は前記架橋部の延在方向に沿って前記支持部から延出している延出部を有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。
前記架橋部支持手段は、前記環状部の外周部において回動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
前記架橋部支持手段は、前記ヨークからの磁束漏洩を遮断する磁束遮断部材である請求項１記載のカメラモジュール。