JP5606819B2 - The camera module - Google Patents

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Description

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関するものであって、特にオートフォーカス機能に加えて、手振れ補正機能を有するカメラモジュールに関するものである。   The present invention relates to a camera module mounted on an electronic device such as a mobile phone, and more particularly to a camera module having a camera shake correction function in addition to an autofocus function.

近年の携帯電話は、携帯電話内にカメラモジュールを組み込んだ機種が大半を占めるようになってきている。携帯電話に搭載されるカメラモジュールは、携帯電話内に収納しなければならないため、デジタルカメラと比べて小型、軽量化に対する要求が大きい。   In recent years, the majority of mobile phones have a camera module incorporated in the mobile phone. Since a camera module mounted on a mobile phone must be housed in the mobile phone, there is a great demand for reduction in size and weight compared to a digital camera.

このようなカメラモジュールの中で、レンズ駆動装置によってレンズを駆動させることによりオートフォーカス(AF:Auto Focus)機能を実現するタイプのものが、携帯電話等の電子機器に搭載される例も増加してきている。レンズ駆動装置として、ステッピングモータを利用するタイプ、圧電素子を利用するタイプ、VCM(Voice Coil Motor:ボイスコイルモータ)を利用するタイプ等、様々なタイプが存在し、すでに市場に流通している。   Among such camera modules, a type that realizes an auto focus (AF) function by driving a lens with a lens driving device has been increasingly used in electronic devices such as mobile phones. ing. There are various types of lens driving devices, such as a type using a stepping motor, a type using a piezoelectric element, a type using a VCM (Voice Coil Motor), and is already on the market.

一方、このようにオートフォーカス機能を有するカメラモジュールを搭載する携帯電話が当たり前になってきた状況においては、差別化を図るためのさらなる機能として、手振れ補正機能が注目されてきている。手振れ補正機能は、デジタルカメラやビデオカメラでは世の中で広く採用されているが、携帯電話ではサイズ面の問題等があって、搭載するのが難しい状況にある。しかしながら、小型化が可能な新規の手振れ補正機構も提案されつつあり、今後は手振れ補正機能を搭載した携帯電話用カメラモジュールが増加していくと予想される。   On the other hand, in a situation where a mobile phone equipped with a camera module having an autofocus function has become commonplace, a camera shake correction function has attracted attention as a further function for differentiation. The camera shake correction function is widely used in the world for digital cameras and video cameras, but it is difficult to mount on mobile phones due to size problems. However, new camera shake correction mechanisms that can be miniaturized are also being proposed, and it is expected that camera modules for mobile phones equipped with camera shake correction functions will increase in the future.

携帯電話に搭載することを意識した手振れ補正機能付きカメラモジュールが特許文献1に記載されている。特許文献1で説明されているのは、光学的手振れ補正機構(OIS:Optical Image Stabilizer)についてである。   Patent Document 1 discloses a camera module with a camera shake correction function that is conscious of being mounted on a mobile phone. Patent Document 1 describes an optical image stabilization mechanism (OIS: Optical Image Stabilizer).

特許文献1では、撮影ユニット(可動モジュール)と呼ばれる従来のAFカメラモジュールを4本のサスペンションワイヤーで支持し、光軸に垂直な2軸方向に駆動することで手振れを補正する構造となっている。撮影ユニットの駆動機構として、撮影ユニットを搭載したカバー部の4つの外周側面にそれぞれマグネットが配置され、各マグネットに対向するように固定体側ヨークにコイルが配置されている。これにより、固定体側ヨークに対して撮影ユニットが、光軸に垂直な2軸に独立して駆動可能となっている。   In Patent Document 1, a conventional AF camera module called a photographing unit (movable module) is supported by four suspension wires and driven in two axial directions perpendicular to the optical axis to correct camera shake. . As a driving mechanism for the photographing unit, magnets are respectively disposed on the four outer peripheral side surfaces of the cover portion on which the photographing unit is mounted, and a coil is disposed on the fixed body side yoke so as to face each magnet. As a result, the photographing unit can be driven independently of the two axes perpendicular to the optical axis with respect to the fixed body side yoke.

特開2009−288770号公報(2009年12月10日公開)JP 2009-288770 A (published on Dec. 10, 2009)

特許文献1の例では、AFカメラモジュール全体を手振れ補正のために駆動しており、OIS可動部が重くなる。また、撮影ユニットには撮像素子も含まれており、レンズ系と撮像素子を一体で光軸に垂直な方向に駆動しても十分な手振れ補正はできない。OIS可動部を軽量化するとともに、補正効果を得るために、例えば撮像素子をOIS固定部側に配したり、OIS可動部の軽量化と部品点数の削減のためにAF駆動用マグネットとOIS駆動用マグネットを共通化したりしたとしても、AFの可動部とAFの固定部全体がOIS可動部となるため、OIS可動部を軽量化することができない。OIS可動部が重いということは、第1にそれだけ駆動にパワーが必要になるという課題がある。OISでは、手振れ補正のために100Hz程度の周波数でOIS可動部を駆動するため、OIS可動部を軽量化することが望ましい。   In the example of Patent Document 1, the entire AF camera module is driven for camera shake correction, and the OIS movable portion becomes heavy. In addition, the imaging unit includes an image sensor, and sufficient camera shake correction cannot be performed even if the lens system and the image sensor are integrally driven in a direction perpendicular to the optical axis. In order to reduce the weight of the OIS movable part and obtain a correction effect, for example, an image sensor is arranged on the OIS fixed part side, or the AF driving magnet and the OIS drive to reduce the weight of the OIS movable part and the number of parts Even if a common magnet is used, the entire movable portion of the AF and the fixed portion of the AF become the OIS movable portion, and thus the OIS movable portion cannot be reduced in weight. The fact that the OIS movable part is heavy has a problem that power is required for driving first. In the OIS, since the OIS movable part is driven at a frequency of about 100 Hz for camera shake correction, it is desirable to reduce the weight of the OIS movable part.

第2に、光軸が重力の方向とは平行でない方向になるようにカメラが保持された場合、OIS可動部の自重によりOIS可動部がシフトしてしまう。そのため、特に軽量化のために撮像素子をOIS固定部側に配置する場合等では、レンズの光軸が撮像素子に対してシフトすることになり、撮影者が狙った方向に対してずれた映像を撮影してしまう。このような事態を回避するため、通常はコイルにDC補正電流を加え、OIS可動部を位置センサー等で検出される本来の光軸位置まで戻すことが行われる。しかしながら、このような補正を行うと、撮影を行う前後のプレビュー状態でも常に補正電流が必要になり、カメラモジュール、あるいはカメラモジュールを搭載する携帯電話としての消費電力が増大してしまうという課題がある。   Secondly, when the camera is held such that the optical axis is not parallel to the direction of gravity, the OIS movable part shifts due to its own weight. For this reason, particularly when the image sensor is arranged on the OIS fixed part side for weight reduction, the optical axis of the lens is shifted with respect to the image sensor, and the image deviated from the direction aimed by the photographer. I will shoot. In order to avoid such a situation, a DC correction current is usually applied to the coil to return the OIS movable part to the original optical axis position detected by a position sensor or the like. However, when such correction is performed, a correction current is always required even in a preview state before and after shooting, and there is a problem that power consumption as a camera module or a mobile phone equipped with the camera module increases. .

また、特許文献1の例では、AF可動部をAF用バネによりAF固定部に対して支持し、AF固定部をOISバネ(サスペンションワイヤー)でOIS固定部に対して支持する構成となっている。このような構成を模式的に表すと、図12に示すような2自由度系の振動モデルになる。mがAF可動部の質量、mがAF可動部を除いたOIS可動部の質量(すなわちAF固定部の質量)、kがAF可動部を支持しているAF用バネの横方向(光軸に垂直な方向)のバネ定数、kがOIS可動部を支持しているサスペンションワイヤーの撓み方向(光軸に垂直な方向)のバネ定数である。各バネの自然長の位置を基準として、AF可動部、OIS可動部の変位をそれぞれx、xとすると、特許文献1の例ではOIS駆動力fはOIS可動部(mに相当)に作用することになる。簡略化のため、粘性項は省略している。このモデルに対して運動方程式をたてると、以下のようになる。 Further, in the example of Patent Document 1, the AF movable portion is supported on the AF fixing portion by the AF spring, and the AF fixing portion is supported on the OIS fixing portion by the OIS spring (suspension wire). . A schematic representation of such a configuration is a two-degree-of-freedom vibration model as shown in FIG. m 1 is the mass of the AF movable portion, m 2 is the mass of the OIS movable portion excluding the AF movable portion (ie, the mass of the AF fixed portion), and k 1 is the lateral direction of the AF spring supporting the AF movable portion ( spring constant direction) perpendicular to the optical axis, k 2 is the spring constant of the bending direction of the suspension wires supporting the OIS movable section (direction perpendicular to the optical axis). If the displacement of the AF movable part and the OIS movable part is x 1 and x 2 with the natural length position of each spring as a reference, in the example of Patent Document 1, the OIS driving force f 0 corresponds to the OIS movable part (m 2 ). For simplicity, the viscosity term is omitted. The equation of motion for this model is as follows.

(d/dt)+k(x−x)=0
(d/dt)+k(x−x)+k=f
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。
m 1 (d 2 x 1 / dt 2 ) + k 1 (x 1 −x 2 ) = 0
m 2 (d 2 x 2 / dt 2 ) + k 1 (x 2 −x 1 ) + k 2 x 2 = f 0
Solving these simultaneous equations by Laplace transform gives the following.

/F=k/((m+k)×(m+k+k)−k
ただし、sはラプラス変換の変数、X、X、Fはそれぞれx、x、f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Xであるため、Xに関する式のみ示しているが、同様の解法でXに関する式も導出できる。
X 1 / F 0 = k 1 / ((m 1 s 2 + k 1 ) × (m 2 s 2 + k 1 + k 2 ) −k 1 2 )
Here, s is a variable of Laplace transform, and X 1 , X 2 , and F 0 are functions after Laplace transform of x 1 , x 2 , and f 0 , respectively. Further, since X 1 indicates the displacement of the lens, only the expression relating to X 1 is shown, but the expression relating to X 2 can also be derived by a similar solution.

ここで、s=−ω、ω=2π×f(fは周波数)として周波数領域に変換すると、この振動系のボード線図が得られる。図13にこの系のボード線図を示す。横軸は周波数で、ゲインの目盛を縦軸左側に、位相の目盛を縦軸右側に示している。上式をそのまま計算すると共振点でゲインが無限大となるため、適度な粘性項を与えて計算した結果を図13に示す。 Here, when converted into the frequency domain as s 2 = −ω 2 and ω = 2π × f (f is a frequency), a Bode diagram of this vibration system is obtained. FIG. 13 shows a Bode diagram of this system. The horizontal axis is frequency, and the gain scale is shown on the left side of the vertical axis and the phase scale is shown on the right side of the vertical axis. If the above equation is calculated as it is, the gain becomes infinite at the resonance point, and the result of calculation with an appropriate viscosity term is shown in FIG.

上式からも類推できるが、X/Fは、分子が定数、分母がsの2次項になっている。したがって、分母=0、すなわちX/F→∞となる共振点が2つ存在することになる。特に、高域側の2次共振は、大きなゲインピークを有し、位相が180度回るため、サーボ系のカットオフ周波数を過ぎてから再び0dBラインを横切る可能性があり、サーボ系の発振につながるため望ましくない。発振を防止するためには、サーボ系全体のゲインを下げるか、フィルター等で2次共振のゲインを落とすか、2次共振の周波数を機械的に上げるか(kを高くする)等の対応が必要になる。ゲインを落とすことは、手振れ補正機能の低下につながり、kを高くするとAFの動作にも悪影響を及ぼす可能性がある。 As can be inferred from the above equation, X 1 / F 0 is a quadratic term in which the numerator is a constant and the denominator is s 2 . Therefore, there are two resonance points where the denominator = 0, that is, X 1 / F 0 → ∞. In particular, the secondary resonance on the high frequency side has a large gain peak and the phase rotates 180 degrees, so that it may cross the 0 dB line again after passing the cutoff frequency of the servo system. It is not desirable because it leads to connection. To prevent oscillation, reduce the gain of the entire servo system, or decreasing the gain of the secondary resonance in a filter or the like, (a higher k 1) or mechanically increasing the frequency of the secondary resonant response, such as Is required. Lowering the gain leads to a decrease in image stabilization function, the higher the k 1 to the operation of the AF can adversely affect.

さらに、図13に示す結果は、AF可動部に対してその重心位置にOIS駆動力(AF用バネを介して作用する)が働いた場合を想定したものであるが、重心位置とOIS駆動力の位置がずれている場合は、AF可動部に対して回転モーメントが作用するため、さらにAF用バネのねじれモード(光軸に垂直な軸を中心とする回転)の共振も生じる。ねじれモードの共振が生じた場合のボード線図を図14に示す。構造にもよるが、通常はねじれ共振は2次共振よりもやや低い周波数で発生し、ゲインピークで見ると下側のピークと上側のピークが接近して見られる。このような共振ピークもサーボ系の不安定性につながるため、望ましくない。   Further, the results shown in FIG. 13 are based on the assumption that an OIS driving force (acting via an AF spring) is applied to the center of gravity of the AF movable part. Since the rotational moment acts on the AF movable part, the AF spring also resonates in the torsion mode (rotation about an axis perpendicular to the optical axis). A Bode diagram when a torsional mode resonance occurs is shown in FIG. Although depending on the structure, the torsional resonance usually occurs at a slightly lower frequency than the secondary resonance, and when viewed from the gain peak, the lower peak and the upper peak are seen close to each other. Such a resonance peak is also undesirable because it leads to instability of the servo system.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、OIS可動部を軽量化すること、および、撮像レンズを含む光学部に対して直接、OIS駆動力を作用させることにより、サーボ系の不安定性につながる高次の共振ピークをなくすこと、あるいは高次の共振ピークを抑制することが可能で、かつ携帯電話にも搭載が可能な小型の光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the weight of the OIS movable part and to directly apply an OIS driving force to the optical part including the imaging lens. It is possible to eliminate high-order resonance peaks that lead to instability of the servo system, or to suppress high-order resonance peaks, and with a compact optical camera shake correction function that can also be installed in mobile phones It is to provide a camera module.

本発明に係るカメラモジュールは、撮像レンズを備える光学部と、中間支持体と、固定支持体と、上記固定支持体に対して固定されている撮像素子とを備える光学的手振れ補正用のカメラモジュールであって、上記の課題を解決するために、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、上記光学部に対して固定されている第1コイルと、上記中間支持体に対して固定されているマグネットと、上記固定支持体に対して固定されている第2コイルとを備え、上記第1コイルと上記マグネットとの間に働く電磁力により、上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させ、上記第2コイルと上記マグネットとの間に働く電磁力により、上記中間支持体を光軸方向に変位させることを特徴としている。 A camera module according to the present invention includes an optical unit including an imaging lens, an intermediate support, a fixed support, and an image sensor that is fixed to the fixed support. And in order to solve said subject, the said optical part and the said intermediate support body are connected, and the said optical part is supported with respect to the said intermediate support body so that a displacement in the direction perpendicular | vertical to an optical axis is possible. A first support part; a second support part that connects the intermediate support and the fixed support; and supports the intermediate support so as to be displaceable in the optical axis direction with respect to the fixed support; and the optical A first coil fixed to the part, a magnet fixed to the intermediate support, and a second coil fixed to the fixed support, the first coil, Electromagnetic force acting between the magnets Ri, the optical unit is displaced in a direction perpendicular to the optical axis, by an electromagnetic force acting between the second coil and the magnet is characterized in Rukoto displaces the intermediate support in the optical axis direction.

上記構成によれば、中間支持体、第1支持部、および中間支持体に対して支持される光学部は、オートフォーカス(AF)機能のために光軸方向に変位されうる。光学部は、光学的手振れ補正(OIS)のために光軸に垂直な方向に変位されうる。よって、光学的手振れ補正のために駆動されるOIS可動部は、光学部等の限られた部材を含み、中間支持体および第2支持部を含まない。それゆえ、光学的手振れ補正のために駆動されるOIS可動部を軽量化することができる。そのため、OIS可動部の自重による光軸シフトを補正するための補正電流を低減することができ、カメラモジュールの低消費電力化を図ることが可能となる。   According to the above configuration, the intermediate support, the first support, and the optical unit supported by the intermediate support can be displaced in the optical axis direction for the autofocus (AF) function. The optical unit can be displaced in a direction perpendicular to the optical axis for optical image stabilization (OIS). Therefore, the OIS movable part driven for optical camera shake correction includes limited members such as an optical part, and does not include the intermediate support body and the second support part. Therefore, it is possible to reduce the weight of the OIS movable unit that is driven for optical camera shake correction. Therefore, the correction current for correcting the optical axis shift due to the weight of the OIS movable part can be reduced, and the power consumption of the camera module can be reduced.

また、上記構成によれば、OIS可動部は、第2支持部によって光軸方向に変位可能に支持される中間支持体を含まないので、中間支持体および第2支持部を介さずに、OIS可動部に対して直接OIS駆動力を作用させることができる。よって、従来のような第2支持部(AF用バネ)を介して光学部にOIS駆動力を加える構造と比べて、高次の共振ピークを抑制することができる。それゆえ、光学部の変位を制御しやすく、サーボ系の安定性を高められるという効果を奏する。   According to the above configuration, the OIS movable portion does not include the intermediate support that is supported by the second support so as to be displaceable in the optical axis direction. Therefore, the OIS is not interposed between the intermediate support and the second support. An OIS driving force can be applied directly to the movable part. Therefore, a higher-order resonance peak can be suppressed as compared with the conventional structure in which the OIS driving force is applied to the optical unit via the second support portion (AF spring). Therefore, it is easy to control the displacement of the optical part, and the stability of the servo system can be improved.

また、第1コイルと第1マグネットとを含む第1駆動機構を備え、第1コイルおよび第1マグネットのいずれか一方が上記光学部に対して固定されており、他方が上記中間支持体または上記固定支持体に対して固定されており、第1駆動機構は、第1コイルと第1マグネットとの間に働く電磁力により、上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させる構成としてもよい。   A first driving mechanism including a first coil and a first magnet, wherein one of the first coil and the first magnet is fixed to the optical unit, and the other is the intermediate support or the The first driving mechanism may be configured to displace the optical unit in a direction perpendicular to the optical axis by an electromagnetic force acting between the first coil and the first magnet. .

上記の構成によれば、第1コイルと第1マグネットとの間に働く電磁力によって、中間支持体および第2支持部を介さずに、OIS可動部に対して直接OIS駆動力を作用させることができる。よって、光学部材の高次の共振ピークを抑制することができる。   According to the above configuration, the OIS driving force is directly applied to the OIS movable portion by the electromagnetic force acting between the first coil and the first magnet without using the intermediate support body and the second support portion. Can do. Therefore, the higher order resonance peak of the optical member can be suppressed.

また、第1コイルは上記光学部に対して固定されている構成であってもよい。   Further, the first coil may be fixed to the optical unit.

上記の構成によれば、OIS可動部はマグネットではなく、比較的軽量のコイルを備えるので、OIS可動部をさらに軽量化することができる。   According to said structure, since an OIS movable part is provided with a comparatively lightweight coil instead of a magnet, an OIS movable part can be further reduced in weight.

また、第2コイルと第2マグネットとを含む第2駆動機構を備え、第2コイルおよび第2マグネットのいずれか一方が上記中間支持体に対して固定されており、他方が上記固定支持体に対して固定されており、第2駆動機構は、第2コイルと第2マグネットとの間に働く電磁力により、上記中間支持体を光軸方向に変位させる構成であってもよい。   A second drive mechanism including a second coil and a second magnet, wherein one of the second coil and the second magnet is fixed to the intermediate support, and the other is fixed to the fixed support; The second drive mechanism may be configured to displace the intermediate support in the optical axis direction by electromagnetic force acting between the second coil and the second magnet.

上記の構成によれば、光軸方向に変位可能なAF可動部の質量は、従来の構成よりも増加するが、第2支持体(AF用バネ)の外側の空間(第2駆動機構の外側の空間)に第1駆動機構(OIS駆動機構)を配置するという制約がなくなる。よって、AF駆動機構のために中間支持体の外側の空間を広く使用することができ、強いマグネット等を用いて大きな駆動力を発生させることが可能になる。   According to the above configuration, the mass of the AF movable portion that is displaceable in the optical axis direction is increased as compared with the conventional configuration, but the space outside the second support (AF spring) (outside the second drive mechanism) The first drive mechanism (OIS drive mechanism) is not restricted in this space. Therefore, the space outside the intermediate support can be widely used for the AF driving mechanism, and a large driving force can be generated using a strong magnet or the like.

また、第1コイルと第1マグネットとを含む第1駆動機構と、第2コイルと第2マグネットとを含む第2駆動機構とを備え、第1コイルは上記光学部に対して固定されており、第1マグネットおよび第2マグネットは上記中間支持体に対して固定されており、第2コイルは上記固定支持体に対して固定されており、第1駆動機構は、第1コイルと第1マグネットとの間に働く電磁力により、上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させ、第2駆動機構は、第2コイルと第2マグネットとの間に働く電磁力により、上記中間支持体を光軸方向に変位させる構成としてもよい。   A first drive mechanism including a first coil and a first magnet; and a second drive mechanism including a second coil and a second magnet. The first coil is fixed to the optical unit. The first magnet and the second magnet are fixed to the intermediate support, the second coil is fixed to the fixed support, and the first drive mechanism includes the first coil and the first magnet. The optical unit is displaced in a direction perpendicular to the optical axis by an electromagnetic force acting between the second support mechanism and the second drive mechanism. The second driving mechanism causes the intermediate support to be moved by the electromagnetic force acting between the second coil and the second magnet. It is good also as a structure displaced in an optical axis direction.

上記の構成によれば、第1マグネットと第2コイルとの配置間隔を大きくすることができるため、第2コイルに第1マグネットからの磁束が漏れ入ることを抑制することができる。   According to said structure, since the arrangement | positioning space | interval of a 1st magnet and a 2nd coil can be enlarged, it can suppress that the magnetic flux from a 1st magnet leaks into a 2nd coil.

また、上記光学部に対して固定されている第1コイルと、上記中間支持体に対して固定されている第3マグネットと、上記固定支持体に対して固定されている第2コイルとを備え、第1コイルと第3マグネットとの間に働く電磁力により、上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させ、第2コイルと第3マグネットとの間に働く電磁力により、上記中間支持体を光軸方向に変位させる構成であってもよい。   A first coil fixed to the optical unit; a third magnet fixed to the intermediate support; and a second coil fixed to the fixed support. The intermediate support is displaced by electromagnetic force acting between the second coil and the third magnet by displacing the optical part in a direction perpendicular to the optical axis by electromagnetic force acting between the first coil and the third magnet. The structure which displaces a body to an optical axis direction may be sufficient.

上記の構成によれば、OIS駆動力とAF駆動力とを第3マグネットによって発生させることができる。よって、OIS駆動のためのマグネットとAF駆動のためのマグネットを共通化することができる。そのため、部品点数を削減し、コストを低減すること、およびカメラモジュールを小型化することが可能になる。   According to the above configuration, the OIS driving force and the AF driving force can be generated by the third magnet. Therefore, the magnet for OIS driving and the magnet for AF driving can be shared. Therefore, the number of parts can be reduced, the cost can be reduced, and the camera module can be downsized.

また、第1支持部は、弾性力によって、上記中間支持体に対して、上記光学部を光軸に垂直な平面における所定の位置に保持するよう作用する構成であってもよい。   Further, the first support portion may be configured to act to hold the optical portion at a predetermined position on a plane perpendicular to the optical axis with respect to the intermediate support body by an elastic force.

また、第1支持部は、少なくとも4つのサスペンションワイヤーからなってもよい。   Further, the first support portion may be composed of at least four suspension wires.

上記の構成によれば、光学部を、簡単な構成で光軸に垂直な2軸の方向に変位可能に支持することができる。また、第1支持部としてサスペンションワイヤーを用いることで、その撓み方向(曲がる方向)のバネ定数に対して長さ方向(伸縮する方向)のバネ定数を十分に高めることが可能となり、光学部のねじれ(チルト)に対する抵抗力を高めることができる。   According to said structure, an optical part can be supported by a simple structure so that a displacement in the direction of 2 axis | shafts perpendicular | vertical to an optical axis is possible. Also, by using a suspension wire as the first support part, it becomes possible to sufficiently increase the spring constant in the length direction (stretching direction) relative to the spring constant in the bending direction (bending direction), and Resistance to twisting (tilt) can be increased.

以上のように、本発明に係るカメラモジュールでは、光学的手振れ補正のために駆動されるOIS可動部が、光学部等の限られた部材を含み、中間支持体および第2支持部を含まない。それゆえ、光学的手振れ補正のために駆動されるOIS可動部を軽量化することができる。そのため、OIS可動部の自重による光軸シフトを補正するための補正電流を低減することができ、カメラモジュールの低消費電力化を図ることが可能となる。   As described above, in the camera module according to the present invention, the OIS movable unit driven for optical camera shake correction includes a limited member such as an optical unit, and does not include the intermediate support and the second support. . Therefore, it is possible to reduce the weight of the OIS movable unit that is driven for optical camera shake correction. Therefore, the correction current for correcting the optical axis shift due to the weight of the OIS movable part can be reduced, and the power consumption of the camera module can be reduced.

また、OIS可動部は、第2支持部によって光軸方向に変位可能に支持される中間支持体を含まないので、中間支持体および第2支持部を介さずに、OIS可動部に対して直接OIS駆動力を作用させることができる。よって、従来のような第2支持部(AF用バネ)を介して光学部にOIS駆動力を加える構造と比べて、高次の共振ピークを抑制することができる。それゆえ、光学部の変位を制御しやすく、サーボ系の安定性を高められるという効果を奏する。   Further, since the OIS movable portion does not include an intermediate support that is supported by the second support portion so as to be displaceable in the optical axis direction, the OIS movable portion is directly connected to the OIS movable portion without using the intermediate support and the second support portion. An OIS driving force can be applied. Therefore, a higher-order resonance peak can be suppressed as compared with the conventional structure in which the OIS driving force is applied to the optical unit via the second support portion (AF spring). Therefore, it is easy to control the displacement of the optical part, and the stability of the servo system can be improved.

本発明の実施形態に係る光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールの構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the camera module with an optical camera-shake correction function which concerns on embodiment of this invention. 図1のカメラモジュールのA−A矢視断面図である。It is AA arrow sectional drawing of the camera module of FIG. 図2のカメラモジュールのB−B矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the camera module of FIG. 図1のOIS用コイルとOIS用マグネットの構成を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the structure of the coil for OIS and the magnet for OIS of FIG. 図1のAF用コイルとAF用マグネットの構成を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the structure of the coil for AF of FIG. 1, and the magnet for AF. 本発明の実施形態のカメラモジュールの振動モデルを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the vibration model of the camera module of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のカメラモジュールにおける撮像レンズの変位に関するボード線図の一例である。It is an example of the Bode diagram regarding the displacement of the imaging lens in the camera module of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のカメラモジュールにおける撮像レンズの変位に関するボード線図の他の例である。It is another example of the Bode diagram regarding the displacement of the imaging lens in the camera module of the embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る手振れ補正機能付きカメラモジュールの構成を示す、図2に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the structure of the camera module with a camera-shake correction function which concerns on another embodiment of this invention. 図9のカメラモジュールのC−C矢視断面図である。It is CC sectional view taken on the line of the camera module of FIG. 図9のOIS用コイルとOIS用マグネットの構成を示す要部斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the main part showing the configuration of the OIS coil and the OIS magnet of FIG. 9. 従来の光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールの振動モデルを模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the vibration model of the camera module with the conventional optical camera-shake correction function. 従来の光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールにおける撮像レンズの変位に関するボード線図の一例である。It is an example of the Bode diagram regarding the displacement of the imaging lens in the conventional camera module with an optical camera shake correction function. 従来の光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールにおける撮像レンズの変位に関するボード線図の他の例である。It is another example of the Bode diagram regarding the displacement of the imaging lens in the conventional camera module with an optical camera shake correction function.

[実施形態1]
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図8に基づいて説明する。
[Embodiment 1]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.

(カメラモジュールの構成)
図1は、本実施形態の光学的手振れ補正機能付きカメラモジュール100の構造を示す斜視図である。カメラモジュール100は、複数の撮像レンズを含む光学部3と、光学部3を光軸方向および光軸に垂直な方向に駆動するために光学部3の外側に配置された光学部駆動装置5と、光学部3を経由した光を撮像する撮像部8とを備える。光学部駆動装置5と、撮像部8とは光軸方向に積層されている。以下の説明では、便宜上、光学部3側(被写体側)を上方、撮像部8側を下方とする。
(Configuration of camera module)
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a camera module 100 with an optical image stabilization function of the present embodiment. The camera module 100 includes an optical unit 3 including a plurality of imaging lenses, an optical unit driving device 5 disposed outside the optical unit 3 in order to drive the optical unit 3 in an optical axis direction and a direction perpendicular to the optical axis. And an imaging unit 8 that images light that has passed through the optical unit 3. The optical unit driving device 5 and the imaging unit 8 are stacked in the optical axis direction. In the following description, for the sake of convenience, the optical unit 3 side (subject side) is the upper side, and the imaging unit 8 side is the lower side.

まず、図2および図3に基づき、カメラモジュール100の全体構造について説明する。図2は、図1のカメラモジュール100の構造を示すA−A矢視断面図であり、カメラモジュール100の中央部を光軸方向に切断した断面図である。図3は、図2のカメラモジュール100のB−B矢視断面図である。図2には、光軸の位置を破線で示す。   First, the overall structure of the camera module 100 will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA showing the structure of the camera module 100 of FIG. 1, and is a cross-sectional view of the center portion of the camera module 100 cut in the optical axis direction. FIG. 3 is a cross-sectional view of the camera module 100 of FIG. In FIG. 2, the position of the optical axis is indicated by a broken line.

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3は、被写体像を形成する撮像光学系であり、外部からの光を複数の撮像レンズ1を介して撮像部8の撮像素子6へ導く。撮像レンズ1の光軸は、レンズバレル2の軸心と一致している。光学部3は、撮像部8の撮像素子6に対して光軸方向および光軸に垂直な2軸の方向に変位可能に、支持されている。   The optical unit 3 includes a plurality (four in FIG. 2) of imaging lenses 1 and a cylindrical lens barrel 2 that holds the plurality of imaging lenses 1 inside. The optical unit 3 is an imaging optical system that forms a subject image, and guides light from the outside to the imaging element 6 of the imaging unit 8 via the plurality of imaging lenses 1. The optical axis of the imaging lens 1 coincides with the axis of the lens barrel 2. The optical unit 3 is supported so as to be displaceable in an optical axis direction and a biaxial direction perpendicular to the optical axis with respect to the imaging element 6 of the imaging unit 8.

光学部駆動装置5は、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、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ー(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、および、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とを備える。   The optical unit driving device 5 includes a lens holder 4, an intermediate support 10, a fixed support 12, a base member 13, a suspension wire (first support) 9 that connects the lens holder 4 and the intermediate support 10, and an intermediate support. 10 and an AF spring (second support portion) 11 a that connects the fixed support 12 and the AF spring (second support portion) 11 b that connects the intermediate support 10 and the base member 13.

レンズホルダ4は、レンズバレル2を内側に保持し、光学部3と一体となって駆動される。レンズホルダ4の上端部(被写体側の端部)には正方形状のフランジ部4aが形成されており、フランジ部4aの4つのコーナー部にそれぞれ、サスペンションワイヤー9の一端が固定されている。各サスペンションワイヤー9の他端は、中間支持体10に固定されている。   The lens holder 4 holds the lens barrel 2 inside and is driven integrally with the optical unit 3. A square flange portion 4a is formed at the upper end portion (end portion on the subject side) of the lens holder 4, and one end of the suspension wire 9 is fixed to each of the four corner portions of the flange portion 4a. The other end of each suspension wire 9 is fixed to the intermediate support 10.

サスペンションワイヤー9は、金属等からなる細い棒状の部材である。サスペンションワイヤー9はワイヤー軸(長手方向)に垂直な方向には容易に撓む(曲がる)が、ワイヤー軸に沿った長手方向のバネ定数は高く、長手方向の伸び縮みはほとんど無視できる。光軸に平行に配置された4つのサスペンションワイヤー9によって、レンズホルダ4を支持することにより、光学部3は中間支持体10に対して光軸に垂直な2軸の方向に変位可能となる。また、OIS駆動力を働かせない場合、光学部3は、4つのサスペンションワイヤー9の弾性力によって、光軸に垂直な平面における所定の位置に保持される。   The suspension wire 9 is a thin rod-shaped member made of metal or the like. The suspension wire 9 is easily bent (bent) in a direction perpendicular to the wire axis (longitudinal direction), but the spring constant in the longitudinal direction along the wire axis is high, and the expansion and contraction in the longitudinal direction can be almost ignored. By supporting the lens holder 4 with the four suspension wires 9 arranged in parallel to the optical axis, the optical unit 3 can be displaced in the biaxial direction perpendicular to the optical axis with respect to the intermediate support 10. When the OIS driving force is not applied, the optical unit 3 is held at a predetermined position on a plane perpendicular to the optical axis by the elastic force of the four suspension wires 9.

中間支持体10は、上下が開口した中空の、四角形状の部材であり、光学部3およびレンズホルダ4を取り囲むように配置されている。中間支持体10の下端には、中空の内側に突出する支持部10aが形成されている。各サスペンションワイヤー9の一端は、レンズホルダ4のフランジ部4aに固定され、各サスペンションワイヤー9の他端は、中間支持体10の支持部10aに固定されている。また、中間支持体10は、AF用バネ11a・11bによって固定支持体12およびベース部材13に対して光軸方向に変位可能に支持されている。   The intermediate support 10 is a hollow, rectangular member that is open at the top and bottom, and is disposed so as to surround the optical unit 3 and the lens holder 4. At the lower end of the intermediate support 10, a support portion 10 a that protrudes inside the hollow is formed. One end of each suspension wire 9 is fixed to the flange portion 4 a of the lens holder 4, and the other end of each suspension wire 9 is fixed to the support portion 10 a of the intermediate support 10. The intermediate support 10 is supported by the AF springs 11 a and 11 b so as to be displaceable in the optical axis direction with respect to the fixed support 12 and the base member 13.

AF用バネ11a・11bは、既存のAFカメラモジュールで広く用いられている、渦巻き状の板バネのアーム部によって内側と外側とが接続された金属製のバネである。AF用バネ11aおよびAF用バネ11bは、中間支持体10を取り囲むように、それぞれ中間支持体10の上部と下部とに所定の間隔を空けて対で配置されている。対のAF用バネ11a・11bのうち、上方に配置されたAF用バネ11aの内側端部は、中間支持体10の上部に固定され、上方に配置されたAF用バネ11aの外側端部は、固定支持体12に固定されている。下方に配置されたAF用バネ11bの内側端部は、中間支持体10の下部に固定され、下方に配置されたAF用バネ11bの外側端部は、ベース部材13に固定されている。AF用バネ11a・11bは、中間支持体10に下向きの力を与え、後述するAF用コイルに電流を流さない状態において中間支持体10の下端がベース部材13の一部の面に当接するように作用する。AF用バネ11a・11bのような、バネアームを有する板バネ支持構造は、AF駆動機構の上下のスペースに効率的に配置できるため、カメラモジュールの小型化、特に薄型化に有効である。   The AF springs 11a and 11b are metal springs that are widely used in existing AF camera modules and whose inner side and outer side are connected by an arm portion of a spiral plate spring. The AF spring 11a and the AF spring 11b are arranged in pairs at a predetermined interval on the upper and lower portions of the intermediate support 10 so as to surround the intermediate support 10. Of the pair of AF springs 11a and 11b, the inner end of the AF spring 11a disposed above is fixed to the upper portion of the intermediate support 10, and the outer end of the AF spring 11a disposed above is It is fixed to the fixed support 12. The inner end of the AF spring 11b disposed below is fixed to the lower portion of the intermediate support 10, and the outer end of the AF spring 11b disposed below is fixed to the base member 13. The AF springs 11 a and 11 b apply a downward force to the intermediate support 10 so that the lower end of the intermediate support 10 abuts a part of the surface of the base member 13 in a state where no current flows through the AF coil described later. Act on. A leaf spring support structure having a spring arm, such as the AF springs 11a and 11b, can be efficiently arranged in the upper and lower spaces of the AF drive mechanism, and is therefore effective in reducing the size of the camera module, particularly in reducing the thickness.

AF用バネ11a・11bは、中間支持体10を光軸方向にのみ変位可能に支持するために、光軸方向のバネ定数に比べて、光軸に垂直な方向のバネ定数が格段に大きくなるよう構成されている。そのため、AF用バネ11a・11bに支持された中間支持体10は、チルトしにくい。なお、光軸に垂直な方向のバネ定数を大きくするためには、板バネのアーム部の厚さ(光軸方向の寸法)および幅を大きく、長さを短くすれば良いが、単純にこれら全てを行うと光軸方向のバネ定数も大きくなり、AFの特性にも影響を及ぼす。AF特性に影響を与えないよう光軸に垂直な方向のバネ定数を大きくするためには、バネ定数が幅の1乗、厚さの3乗で効くことを利用し、アーム部の光軸方向の寸法を小さく(厚さを薄く)、かつ、アーム部の光軸に垂直な平面における幅を大きくするよう、AF用バネ11a・11bを構成すればよい。そうすることで、AF用バネ11a・11bの光軸方向のバネ定数を無用に大きくすることなく、AF用バネ11a・11bの横方向(光軸と垂直な方向)のバネ定数を高めることができ、AF可動部のチルトを低減することができる。   Since the AF springs 11a and 11b support the intermediate support 10 so as to be displaceable only in the optical axis direction, the spring constant in the direction perpendicular to the optical axis is significantly larger than the spring constant in the optical axis direction. It is configured as follows. Therefore, the intermediate support 10 supported by the AF springs 11a and 11b is not easily tilted. In order to increase the spring constant in the direction perpendicular to the optical axis, the thickness (dimension in the optical axis direction) and width of the arm portion of the leaf spring can be increased and the length can be shortened. If everything is done, the spring constant in the direction of the optical axis also increases, which affects the AF characteristics. In order to increase the spring constant in the direction perpendicular to the optical axis so as not to affect the AF characteristics, the effect of the spring constant as the first power of the width and the third power of the thickness is used. The AF springs 11a and 11b may be configured so that the size of the arm portion is reduced (thickness is reduced) and the width of the arm portion in the plane perpendicular to the optical axis is increased. By doing so, the spring constant in the lateral direction (direction perpendicular to the optical axis) of the AF springs 11a and 11b can be increased without unnecessarily increasing the spring constant in the optical axis direction of the AF springs 11a and 11b. And the tilt of the AF movable part can be reduced.

固定支持体12は、ヨークからなり、中間支持体10の四方を囲む矩形の箱の形状をしている。固定支持体12の、光学部3の上方に対応する位置には、開口部が設けられている。なお、固定支持体12は、ヨークと一体に設けられた樹脂等の保持部材(図示せず)を備えていてもよい。AF用バネ11aの外側端部は、固定支持体12の内側に固定されている。固定支持体12の下部は、ベース部材13の上部に固定されている。   The fixed support 12 is made of a yoke and has a rectangular box shape surrounding the four sides of the intermediate support 10. An opening is provided at a position of the fixed support 12 corresponding to the upper side of the optical unit 3. The fixed support 12 may include a holding member (not shown) such as a resin provided integrally with the yoke. The outer end of the AF spring 11 a is fixed to the inside of the fixed support 12. The lower part of the fixed support 12 is fixed to the upper part of the base member 13.

ベース部材13は、固定支持体12の下方に配置される矩形の部材であり、上下方向に貫通した開口13aが、ベース部材13の中央に形成されている。ベース部材13は、底面側に凹部を備えており、開口13aをふさぐように底面側凹部に配置されたIRカットフィルター18を備える。ベース部材13とIRカットフィルター18により、ベース部材13は、撮像素子6を覆うセンサカバーの役割も兼ねる。本実施形態では、IRカットフィルター18は、リッドガラスからなるが、これに限らない。また、ベース部材13は、底面側凹部の外側の一部に、下方に突出する突起13bを備える。ベース部材13の突起13bを撮像素子6の上面に当接させて組み立てることにより、光軸方向における撮像素子6に対する光学部3(すなわち撮像レンズ1)の位置決めを高精度で行うことが可能になり、光学部3の撮像素子6に対する組立後のチルトを低減することができる。下方に配置されたAF用バネ11bの外側端部は、ベース部材13に固定されている。   The base member 13 is a rectangular member disposed below the fixed support 12, and an opening 13 a penetrating in the vertical direction is formed at the center of the base member 13. The base member 13 includes a recess on the bottom surface side, and includes an IR cut filter 18 disposed in the recess on the bottom surface side so as to close the opening 13a. Due to the base member 13 and the IR cut filter 18, the base member 13 also serves as a sensor cover that covers the image sensor 6. In the present embodiment, the IR cut filter 18 is made of lid glass, but is not limited thereto. In addition, the base member 13 includes a protrusion 13b that protrudes downward in a part of the outer side of the bottom surface side recess. By assembling the protrusion 13b of the base member 13 in contact with the upper surface of the image sensor 6, the optical unit 3 (that is, the image pickup lens 1) can be positioned with high accuracy with respect to the image sensor 6 in the optical axis direction. The tilt after assembly of the optical unit 3 with respect to the image sensor 6 can be reduced. An outer end portion of the AF spring 11 b disposed below is fixed to the base member 13.

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13b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。   The imaging unit 8 includes a substrate 7 and an imaging element 6 mounted on the substrate 7. The image sensor 6 receives light that has arrived via the optical unit 3 and performs photoelectric conversion to obtain a subject image formed on the image sensor 6. The upper surface of the substrate 7 and the lower surface of the base member 13 are fixed with an adhesive. Here, a slight gap is provided between the substrate 7 and the base member 13 in order to bring the imaging element 6 into contact with the protrusion 13b of the base member 13, and by filling the gap with adhesive. Bonding between the base member 13 and the substrate 7 is performed.

(光学部のOIS駆動機構)
次に、光学部3のOIS駆動機構について説明する。光学部3を光軸に垂直な方向に変位させるOIS機能は、OIS用コイル14と、OIS用マグネット15とを含むOIS駆動機構によって実現される。
(OIS drive mechanism of optical part)
Next, the OIS drive mechanism of the optical unit 3 will be described. The OIS function for displacing the optical unit 3 in the direction perpendicular to the optical axis is realized by an OIS drive mechanism including an OIS coil 14 and an OIS magnet 15.

レンズホルダ4の外側側面に、具体的にはレンズホルダ4の外側の四方の各側面に、OIS用コイル14が配置され、固定されている。各OIS用コイル14は、コイルの軸がレンズホルダ4の側面に垂直になるように配置されている。また、各OIS用コイル14に対向するように、中間支持体10の内側側面にはOIS用マグネット15が配置され、固定されている。OIS用コイル14に電流を流すことにより、OIS用マグネット15との間で生じる電磁力がレンズホルダ4に作用し、レンズホルダ4(および光学部3)を光軸に垂直な方向に駆動する(変位させる)ことができる。なお、レンズホルダ4の1つの側面に配置されたOIS用コイル14は、反対側の側面に配置されたOIS用コイル14とセットとなって、光軸に垂直な第1方向(光軸と当該OIS用コイル14の軸とに垂直な方向)に力を加える。また、残りの2つのOIS用コイル14のセットは、光軸に垂直な第2方向(光軸と第1方向とに垂直な方向)に力を加える。   The OIS coil 14 is arranged and fixed on the outer side surface of the lens holder 4, specifically, on each of the four side surfaces outside the lens holder 4. Each OIS coil 14 is arranged so that the axis of the coil is perpendicular to the side surface of the lens holder 4. Further, an OIS magnet 15 is disposed and fixed on the inner side surface of the intermediate support 10 so as to face each OIS coil 14. By passing an electric current through the OIS coil 14, an electromagnetic force generated between the OIS magnet 15 acts on the lens holder 4, and the lens holder 4 (and the optical unit 3) is driven in a direction perpendicular to the optical axis ( Can be displaced). The OIS coil 14 disposed on one side surface of the lens holder 4 is combined with the OIS coil 14 disposed on the opposite side surface to form a first direction perpendicular to the optical axis (the optical axis and the relevant axis). A force is applied in a direction perpendicular to the axis of the OIS coil 14. The set of the remaining two OIS coils 14 applies a force in a second direction perpendicular to the optical axis (a direction perpendicular to the optical axis and the first direction).

図4は、OISコイル14と、それに対向するOIS用マグネット15との位置関係を示す要部斜視図である。OIS用コイル14は、略小判型(光軸方向に縦長)のドーナツ状に巻かれている。OIS用コイル14の縦方向の2つの巻き線部(巻き線が光軸方向に沿った箇所)のそれぞれに逆の磁極が対向するように、中間支持体10側に2極構造のOIS用マグネット15が配置されている。OIS用コイル14の縦方向の巻き線部のそれぞれには、一周して逆方向に電流が流れ、2つの縦方向の巻き線部に対向するOIS用マグネット15の磁極も逆方向である。そのため、OIS用コイル14に電流を流すと、2つの縦方向の巻き線部が同じ方向に力を受け、OIS用コイル14と一体となってレンズホルダ4および光学部3が横方向(光軸およびOIS用コイル14の軸に垂直な方向)に駆動される(変位させられる)。   FIG. 4 is a perspective view of the main part showing the positional relationship between the OIS coil 14 and the OIS magnet 15 facing it. The OIS coil 14 is wound in a substantially oval (vertically long in the optical axis direction) donut shape. An OIS magnet having a two-pole structure on the side of the intermediate support 10 so that opposite magnetic poles face each of two longitudinal windings of the OIS coil 14 (locations where the winding is along the optical axis direction). 15 is arranged. A current flows in each of the longitudinal winding portions of the OIS coil 14 in the opposite direction, and the magnetic poles of the OIS magnet 15 facing the two longitudinal winding portions are also in the opposite directions. Therefore, when a current is passed through the OIS coil 14, the two longitudinal winding portions receive a force in the same direction, and the lens holder 4 and the optical unit 3 are integrated with the OIS coil 14 in the lateral direction (optical axis). And is driven (displaced) in a direction perpendicular to the axis of the OIS coil 14.

OIS駆動機構によって駆動されるOIS可動部は、光学部3と、レンズホルダ4と、OIS用コイル14とを含む。従来の構成に比べて、本実施形態のOIS可動部は、中間支持体10等を含まないため、軽量になる。   The OIS movable part driven by the OIS drive mechanism includes an optical part 3, a lens holder 4, and an OIS coil 14. Compared to the conventional configuration, the OIS movable part of the present embodiment does not include the intermediate support 10 or the like, and thus becomes lighter.

(光学部のAF駆動機構)
次に、光学部3のAF駆動機構について説明する。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機能は、AF用コイル16と、AF用マグネット17とを含むAF駆動機構によって実現される。
(AF drive mechanism of optical part)
Next, the AF driving mechanism of the optical unit 3 will be described. The AF function for displacing the optical unit 3 and the intermediate support 10 that supports the optical unit 3 in the optical axis direction is realized by an AF driving mechanism including an AF coil 16 and an AF magnet 17.

中間支持体10の外側側面には、AF用コイル16が配置され、固定されている。AF用コイル16は、中間支持体10を囲むように巻き回されており、AF用コイル16の軸は、光軸に一致している。また、AF用コイル16に対向するように、固定支持体12の内側側面にAF用マグネット17が配置され、固定されている。AF用コイル16に電流を流すことにより、AF用マグネット17との間で生じる電磁力が中間支持体10に作用し、中間支持体10および中間支持体10に対してサスペンションワイヤー9で連結されたレンズホルダ4(および光学部3)を、一体的に光軸方向に駆動する(変位させる)ことができる。   An AF coil 16 is arranged and fixed on the outer side surface of the intermediate support 10. The AF coil 16 is wound so as to surround the intermediate support 10, and the axis of the AF coil 16 coincides with the optical axis. In addition, an AF magnet 17 is disposed and fixed on the inner side surface of the fixed support 12 so as to face the AF coil 16. By passing an electric current through the AF coil 16, an electromagnetic force generated between the AF magnet 17 acts on the intermediate support 10 and is connected to the intermediate support 10 and the intermediate support 10 by the suspension wire 9. The lens holder 4 (and the optical unit 3) can be integrally driven (displaced) in the optical axis direction.

図5は、AF用コイル16とAF用マグネット17との位置関係を示す要部斜視図である。AF用コイル16は、図5には図示しない中間支持体10を取り囲むように四角形に巻き回されている。四角形に巻き回されたAF用コイル16の各側面に対向するように、AF用マグネット17が配置されている。AF用マグネット17は、それぞれ同じ極性の磁極が内側に向くように(同じ極性の磁極がAF用コイル16に対向するように)、配置されている。AF用コイル16に電流を流すと、各AF用マグネット17に対向する4辺の巻き線が同じ方向に力を受け、AF用コイル16と一体となって中間支持体10(および光学部3等)が光軸方向に駆動される(変位させられる)。   FIG. 5 is a perspective view of the main part showing the positional relationship between the AF coil 16 and the AF magnet 17. The AF coil 16 is wound in a square shape so as to surround the intermediate support 10 (not shown in FIG. 5). An AF magnet 17 is disposed so as to face each side surface of the AF coil 16 wound in a square shape. The AF magnets 17 are arranged so that the magnetic poles with the same polarity face inward (the magnetic poles with the same polarity face the AF coil 16). When a current is passed through the AF coil 16, the windings on the four sides facing each AF magnet 17 receive a force in the same direction, and are integrated with the AF coil 16 and the intermediate support 10 (and the optical unit 3). ) Is driven (displaced) in the optical axis direction.

AF駆動機構によって駆動されるAF可動部は、OIS可動部に加えて、中間支持体10と、OIS用マグネット15と、AF用コイル16とを含む。そのため、従来の構成に比べて、AF可動部には中間支持体10等が加わるために、AF可動部の質量は大きくなる。ただし、中間支持体10の外側の広い空間を利用して、大きく強力なAF用マグネット17を配置することができるため、AF駆動のための十分な駆動力を確保することができる。そのため、従来の構成と比べて特に不利な点はない。なお、AF駆動機構はこの構成に限定される訳ではなく、図4に示すコイルとマグネットの構成を横に倒したような構成を用いることで、AF可動部を光軸方向に駆動させることもできる。   The AF movable part driven by the AF drive mechanism includes an intermediate support 10, an OIS magnet 15, and an AF coil 16 in addition to the OIS movable part. Therefore, compared to the conventional configuration, since the intermediate support 10 and the like are added to the AF movable portion, the mass of the AF movable portion is increased. However, since a large and powerful AF magnet 17 can be disposed using a wide space outside the intermediate support 10, a sufficient driving force for AF driving can be ensured. Therefore, there is no particular disadvantage compared to the conventional configuration. Note that the AF drive mechanism is not limited to this configuration, and the AF movable unit can be driven in the optical axis direction by using a configuration in which the configuration of the coil and magnet shown in FIG. it can.

なお、OIS駆動機構およびAF駆動機構について、コイルまたはマグネットを可動部側に搭載するか、固定部側に搭載するかの組み合わせは自由であり、例示した構成におけるコイルとマグネットとを入れ替えた構成を用いることもできる。ただし、コイルに比べてマグネットの方が質量が大きいため、コイルを可動部側に、マグネットを固定部側に搭載した方がエネルギー的には効率的である。   For the OIS drive mechanism and the AF drive mechanism, the combination of mounting the coil or magnet on the movable portion side or mounting on the fixed portion side is free, and the configuration in which the coil and magnet in the illustrated configuration are replaced is possible. It can also be used. However, since the magnet has a larger mass than the coil, it is more energy efficient to mount the coil on the movable part side and the magnet on the fixed part side.

また、OIS駆動機構について、OIS用コイルをOIS可動部に搭載し、OIS用マグネットを固定支持体に搭載し、両者の間に働く電磁力によってOIS可動部を固定支持体に対して、光軸に垂直な方向に変位させてもよい。このように構成することにより、OIS用マグネットが固定支持体に設けられるので、AF可動部を軽量化することができる。   As for the OIS drive mechanism, the OIS coil is mounted on the OIS movable part, the OIS magnet is mounted on the fixed support, and the OIS movable part is moved relative to the fixed support by the electromagnetic force acting between them. It may be displaced in a direction perpendicular to. With this configuration, the OIS magnet is provided on the fixed support, so that the AF movable portion can be reduced in weight.

また、本実施形態では、中間支持体10側にAF用コイル16を搭載して、AF可動部の軽量化を図っているが、AF用コイル16のすぐ近傍の内外の両面にOIS用マグネット15とAF用マグネット17の両方を配置することになる。そのため、AF用コイル16が両方のマグネットからの磁束の影響を受けやすい。それゆえ、これとは逆に、中間支持体10側にAF用マグネットを配置し、固定支持体12側にAF用コイルを配置する方が設計的に望ましい場合もある。この構成については別の実施形態として後述する。   In the present embodiment, the AF coil 16 is mounted on the intermediate support 10 side to reduce the weight of the AF movable part. However, the OIS magnet 15 is provided on both the inner and outer surfaces immediately adjacent to the AF coil 16. And the AF magnet 17 are arranged. Therefore, the AF coil 16 is easily affected by the magnetic flux from both magnets. Therefore, contrary to this, it may be desirable in terms of design to arrange an AF magnet on the intermediate support 10 side and an AF coil on the fixed support 12 side. This configuration will be described later as another embodiment.

(OIS機能およびAF機能)
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。
(OIS function and AF function)
With the above configuration, the optical unit driving device 5 can drive the optical unit 3 in a total of three axes directions, that is, the optical axis direction and two axes perpendicular to the optical axis, by electromagnetic force. By driving the optical unit 3 triaxially with respect to the image sensor 6 of the imaging unit 8, both an autofocus (AF) function and an optical camera shake correction (OIS) function are realized.

AF機能については、無限遠端からマクロ端までの間で、光学部3を撮像素子6に対して上下動させる(すなわち複数の撮像レンズ1を撮像素子6に対して光軸方向に変位させる)ことで実現する。なお、撮像レンズ1の無限遠端とは、無限遠にある被写体に対して合焦する位置を意味し、撮像レンズ1のマクロ端とは、所望のマクロ距離(たとえば10cm)にある被写体に対して合焦する位置を意味する。   As for the AF function, the optical unit 3 is moved up and down with respect to the image sensor 6 from the infinity end to the macro end (that is, the plurality of image pickup lenses 1 are displaced in the optical axis direction with respect to the image sensor 6). It will be realized. Note that the infinity end of the imaging lens 1 means a position that focuses on a subject at infinity, and the macro end of the imaging lens 1 refers to a subject at a desired macro distance (for example, 10 cm). Means the position to focus on.

OIS機能については、手振れの量および方向に応じて、光学部3を撮像素子6に対して光軸に垂直な方向に動かす(すなわち複数の撮像レンズ1を撮像素子6に対して光軸に垂直な方向に相対変位させる)ことで実現する。なお、図示しないジャイロセンサ、加速度センサ等を、カメラモジュール、あるいはカメラモジュールを備える携帯電話等に搭載し、ジャイロセンサ等で検出された角速度に基づいて、同じく図示しないOIS制御系が、手振れの量および方向を特定する。OIS制御系は、特定した手振れの量および方向に応じて、撮像レンズ1の光軸に垂直な方向の変位を制御する。また、カメラモジュール内に、撮像素子6に対するOIS可動部(または光学部3)の位置を検出する位置センサ(ホール素子、またはフォトリフレクタ等)を搭載しておくと、角速度を検出するジャイロセンサの検出信号に応じて光学部3の位置(すなわち撮像レンズ1の位置)を制御できるため、クローズドループ制御を行って手振れ補正の補正精度を高めることが可能となる。   As for the OIS function, the optical unit 3 is moved in a direction perpendicular to the optical axis with respect to the image sensor 6 according to the amount and direction of camera shake (that is, the plurality of imaging lenses 1 are perpendicular to the optical axis with respect to the image sensor 6). This is realized by relative displacement in a proper direction). A gyro sensor (not shown), an acceleration sensor, etc. are mounted on a camera module or a mobile phone equipped with a camera module. And identify the direction. The OIS control system controls the displacement in the direction perpendicular to the optical axis of the imaging lens 1 according to the specified amount and direction of camera shake. If a position sensor (Hall element or photo reflector) that detects the position of the OIS movable part (or optical part 3) with respect to the image sensor 6 is mounted in the camera module, a gyro sensor that detects angular velocity is installed. Since the position of the optical unit 3 (that is, the position of the imaging lens 1) can be controlled according to the detection signal, closed loop control can be performed to improve the correction accuracy of camera shake correction.

以上のような構成により、光学的手振れ補正機能付きカメラモジュールが構成される。ただし、上記の構成に限定される訳ではない。本実施形態での説明は、コイルの形状や磁気回路の構造に対して、何ら限定を与えるものではなく、小型化、軽量化、または高推力化等のための新たなアイデアに対して制限を加えるものではない。   With the configuration as described above, a camera module with an optical image stabilization function is configured. However, the configuration is not limited to the above. The description in the present embodiment does not limit the shape of the coil and the structure of the magnetic circuit, and limits a new idea for downsizing, weight reduction, high thrust, or the like. It is not something to add.

本発明の主たる特徴における第1のポイントは、撮像レンズを含むOIS可動部を、OIS機能を実現するために光軸に垂直な方向に変位可能に弾性支持部材によって支持し、OIS可動部全体をAF可動部に含め、AF可動部を光軸方向に変位可能に支持することにある。このように構成することにより、OIS可動部の質量を軽減することができ、自重による光軸シフトを補正するためにOIS可動部を電磁力によって支えるための補正電流を低減することができる。それゆえ、カメラモジュールの消費電力を低減することができる。   The first point of the main feature of the present invention is that the OIS movable part including the imaging lens is supported by an elastic support member so as to be displaceable in a direction perpendicular to the optical axis in order to realize the OIS function. It is included in the AF movable part to support the AF movable part so as to be displaceable in the optical axis direction. By configuring in this way, the mass of the OIS movable part can be reduced, and the correction current for supporting the OIS movable part by electromagnetic force in order to correct the optical axis shift due to its own weight can be reduced. Therefore, the power consumption of the camera module can be reduced.

従来から、OIS機能を有さずAF機能のみを有するカメラモジュールのAF駆動機構の技術は、既に確立され、洗練されたものになっていた。そして、従来のOIS機能とAF機能とを有するカメラモジュールの設計は、確立されたAF駆動機構の技術(モジュール)を流用して設計するために、AF駆動機構を有するカメラモジュールに、外側からOIS駆動機構を追加する形で行われていた。そのため、従来は、OIS可動部をAF可動部の中に組み込むという本発明の発想が生まれなかった。   Conventionally, the technology of an AF drive mechanism of a camera module having only an AF function without an OIS function has already been established and refined. The conventional design of the camera module having the OIS function and the AF function is performed by applying the established AF driving mechanism technology (module) to the camera module having the AF driving mechanism from the outside. This was done by adding a drive mechanism. Therefore, conventionally, the idea of the present invention that the OIS movable part is incorporated into the AF movable part has not been born.

また、デジタルカメラのような比較的大きいカメラモジュールでは、AF機能のために結像光学系をなす一部のAFレンズを光軸方向に変位させ、OIS機能のために別の一部のOISレンズを光軸に垂直な方向に移動させることでAF機能とOIS機能を実現していた。そのため、光学部が3軸に変位可能な構成ではなく、AFレンズおよびOISレンズはそれぞれ独立に固定支持体に対して支持されていた。このような構成は、小型化に不利であり、携帯電話に搭載できるよう小型化するのは困難である。   In a relatively large camera module such as a digital camera, a part of the AF lens forming the imaging optical system for the AF function is displaced in the optical axis direction, and another part of the OIS lens is used for the OIS function. The AF function and the OIS function were realized by moving the lens in a direction perpendicular to the optical axis. Therefore, the optical unit is not configured to be displaceable in three axes, and the AF lens and the OIS lens are independently supported by the fixed support. Such a configuration is disadvantageous for miniaturization, and it is difficult to miniaturize it so that it can be mounted on a mobile phone.

本発明の第2のポイントは、光軸に垂直な2軸方向に作用するOIS駆動力を、直接、撮像レンズを含むOIS可動部に与えることにある。従来のように、OIS可動部がAF可動部を含む構成では、OIS駆動力は、AF用バネを介して撮像レンズに作用する。本発明の第2のポイントによれば、OIS駆動力を、直接、撮像レンズに与える構成であるため、従来のようにAF用バネを介して撮像レンズを駆動する構造と比べて、高次の共振ピークを制御しやすく、サーボ系の安定性を高めることが可能となる。この効果については以下で詳細に説明する。なお、AF駆動力は、撮像素子から所定の距離に撮像レンズ1を保持するよう作用するので、外部からの振動(手振れ)に応じて動的に撮像レンズ1の位置を制御するよう作用するOIS駆動力とは異なり、共振等を発生させにくい。それゆえAF可動部がOIS可動部を含む構成としても問題がない。   The second point of the present invention is to directly apply an OIS driving force acting in two axial directions perpendicular to the optical axis to the OIS movable portion including the imaging lens. In the conventional configuration in which the OIS movable portion includes the AF movable portion, the OIS driving force acts on the imaging lens via the AF spring. According to the second point of the present invention, since the OIS driving force is directly applied to the imaging lens, it is higher in order than the conventional structure in which the imaging lens is driven via the AF spring. The resonance peak can be easily controlled and the stability of the servo system can be improved. This effect will be described in detail below. Since the AF driving force acts to hold the imaging lens 1 at a predetermined distance from the imaging device, the OIS acts to dynamically control the position of the imaging lens 1 according to external vibration (hand shake). Unlike driving force, it is difficult to generate resonance or the like. Therefore, there is no problem even if the AF movable part includes the OIS movable part.

(OIS駆動による振動解析)
図6は、本実施形態のカメラモジュールの構成を模式的に表す振動モデルを示す図である。本実施形態の光軸に垂直な一方向における振動モデルは、図6に示すような2自由度系の振動モデルになる。mがOIS可動部の質量、mがOIS可動部を除いたAF可動部の質量、kがOIS可動部を支持しているサスペンションワイヤーの撓み方向(光軸に垂直な方向)のバネ定数、kがAF可動部を支持しているAFバネの横方向(光軸に垂直な方向)のバネ定数である。各バネの自然長の位置を基準として、OIS可動部、AF可動部の変位をそれぞれx、xとすると、本実施形態ではOIS駆動力fはOIS可動部(mに相当)に作用し、OIS駆動力fの反作用(−f)が中間支持体に作用する。すなわち、反作用(−f)は、OIS可動部を除いたAF可動部(mに相当)に作用する。なお、OIS用マグネットを中間支持体ではなく固定支持体に配置する形態では、中間支持体に反作用は働かない。また、簡略化のため、粘性項は省略している。このモデルに対して運動方程式をたてると、
(d/dt)+k(x−x)=f
(d/dt)+k(x−x)+k=−f
ラプラス変換してこの連立方程式を解くと、
/F=(m+k
/((m+k)×(m+k+k)−k
となる。ただし、sはラプラス変換の変数、X、X、Fはそれぞれx、x、fのラプラス変換後の関数である。
(Vibration analysis by OIS drive)
FIG. 6 is a diagram illustrating a vibration model schematically representing the configuration of the camera module of the present embodiment. The vibration model in one direction perpendicular to the optical axis of the present embodiment is a two-degree-of-freedom vibration model as shown in FIG. m 1 is the mass of the OIS movable portion, m 2 is the mass of the AF movable portion excluding the OIS movable portion, and k 1 is a spring in the bending direction (direction perpendicular to the optical axis) of the suspension wire supporting the OIS movable portion. constant, k 2 is the spring constant in the lateral direction (direction perpendicular to the optical axis) of the AF spring which supports the AF movable portion. If the displacements of the OIS movable part and the AF movable part are respectively x 1 and x 2 with reference to the natural length position of each spring, in this embodiment, the OIS driving force f 0 is applied to the OIS movable part (corresponding to m 1 ). The reaction (−f 0 ) of the OIS driving force f 0 acts on the intermediate support. That is, the reaction (−f 0 ) acts on the AF movable part (corresponding to m 2 ) excluding the OIS movable part. In addition, in the form which arrange | positions the magnet for OIS not to an intermediate support body but to a fixed support body, a reaction does not act on an intermediate support body. For simplicity, the viscosity term is omitted. If you create an equation of motion for this model,
m 1 (d 2 x 1 / dt 2 ) + k 1 (x 1 −x 2 ) = f 0
m 2 (d 2 x 2 / dt 2 ) + k 1 (x 2 −x 1 ) + k 2 x 2 = −f 0
Solving these simultaneous equations by Laplace transform,
X 1 / F 0 = (m 2 s 2 + k 2 )
/ ((M 1 s 2 + k 1 ) × (m 2 s 2 + k 1 + k 2 ) −k 1 2 )
It becomes. Here, s is a variable of Laplace transform, and X 1 , X 2 , and F 0 are functions after Laplace transform of x 1 , x 2 , and f 0 , respectively.

ここで、s=−ω、ω=2π×f(fは周波数)として周波数領域に変換し、各定数として本実施形態のカメラモジュール100の一設計例の数値を用いると、この振動系のボード線図が得られる。図7にこの系の撮像レンズの変位を示すボード線図を示す。横軸は周波数で、ゲインの目盛を縦軸左側に、位相の目盛を縦軸右側に示している。また、ボード線図中のそれぞれの線に付した矢印によって、対応する軸を示す。上式をそのまま計算すると共振点でゲインが無限大となるため、図7に示すのは適度な粘性項を与えて計算した結果である。上式からも類推できるが、X/Fは、分子がsの1次項、分母がsの2次項になっている。したがって、分母=0、すなわちX/F→∞となる共振点が2つ存在するとともに、分子=0となる逆向きの共振点も1つ存在することになる。分子側の共振点と分母側の高域側の共振点はペアになっており、その周波数は接近しているがわずかにずれるため、ボード線図上では下向きのゲインピークfと上向きのゲインピークfがそれぞれ存在する。設計例では下向きのゲインピークの周波数の方が低域であり、位相に現れる位相ピークは上に凸のピークとなる。そのため、位相が遅れないので、サーボ系を安定化することができる。 Here, when the numerical value of one design example of the camera module 100 of the present embodiment is used as each constant, the vibration system is converted into the frequency domain as s 2 = −ω 2 and ω = 2π × f (f is a frequency). The Bode diagram is obtained. FIG. 7 shows a Bode diagram showing the displacement of the imaging lens of this system. The horizontal axis is frequency, and the gain scale is shown on the left side of the vertical axis and the phase scale is shown on the right side of the vertical axis. In addition, the corresponding axis is indicated by an arrow attached to each line in the Bode diagram. If the above equation is calculated as it is, the gain becomes infinite at the resonance point, and FIG. 7 shows the calculation result given an appropriate viscosity term. Although also can be inferred from the above equation, X 1 / F 0 is the first-order terms of the molecule s 2, the denominator is set to the second order term of s 2. Therefore, there are two resonance points where the denominator = 0, that is, X 1 / F 0 → ∞, and one reverse resonance point where the numerator = 0. The resonance point on the numerator side and the resonance point on the high frequency side on the denominator side are paired, and their frequencies are close but slightly shifted. Therefore, on the Bode diagram, the downward gain peak f 1 and the upward gain Each peak f 2 exists. In the design example, the frequency of the downward gain peak is lower, and the phase peak appearing in the phase is an upwardly convex peak. Therefore, since the phase is not delayed, the servo system can be stabilized.

下向きのゲインピーク周波数と上向きのゲインピーク周波数の差は、OIS可動部の質量mとOIS可動部を除いたAF可動部の質量mとの比で変化し、設計によっては両者を接近させることができて、ピークを小さくすることができる。このような設計例における振動系のボード線図を図8に示す。図7に示す結果と比べて、下向きのゲインピークの周波数と上向きのゲインピークの周波数とが接近して、ピーク自体も小さくなっている。 The difference between the downward gain peak frequency and the upward gain peak frequency varies depending on the ratio of the mass m 1 of the OIS movable part and the mass m 2 of the AF movable part excluding the OIS movable part, and depending on the design, the two are brought close to each other. The peak can be reduced. FIG. 8 shows a Bode diagram of the vibration system in such a design example. Compared with the result shown in FIG. 7, the frequency of the downward gain peak and the frequency of the upward gain peak are close, and the peak itself is also small.

図7および図8に示す結果は、OIS可動部に対してその重心位置にOIS駆動力が働いた場合を想定したものであるが、重心位置とOIS駆動力の位置がずれている場合は、OIS可動部に対して回転モーメントが作用するため、サスペンションワイヤーのねじれモード(光軸に垂直な軸を中心とする回転)の共振も生じる。ただし、ここでいうねじれモードとは、OIS可動部にチルトが生じる(光軸が傾く)モードであり、このような振動が生じるためには、サスペンションワイヤーが伸縮振動をする必要がある。前述の通り、サスペンションワイヤーの伸縮のバネ定数は非常に高く、このようなねじれの共振ピークが現れる周波数は高く設定できるので、問題にはならない。なお、光軸に平行な軸を中心とする回転の振動モードについては、通常、光軸を挟んで対で配置されるOISコイルを対称に配置すれば発生しないので、問題にならない。   The results shown in FIG. 7 and FIG. 8 are based on the assumption that the OIS driving force is applied to the center of gravity position of the OIS movable part, but when the center of gravity position and the position of the OIS driving force are shifted, Since a rotational moment acts on the OIS movable part, resonance of the suspension wire torsion mode (rotation about an axis perpendicular to the optical axis) also occurs. However, the torsional mode here is a mode in which the OIS movable part is tilted (the optical axis is tilted), and in order for such vibration to occur, the suspension wire needs to expand and contract. As described above, the spring constant of expansion and contraction of the suspension wire is very high, and the frequency at which such a torsional resonance peak appears can be set high. Note that the vibration mode of rotation about an axis parallel to the optical axis is not a problem because it usually does not occur if the OIS coils arranged in pairs with the optical axis in between are arranged symmetrically.

[実施形態2]
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態1にて説明した図面と同じ機能を有する部材・構成については、同じ符号を付記し、その詳細な説明を省略する。本実施形態について、図9〜11を参照して説明する。本実施形態では、OIS用マグネットとAF用マグネットを単一のマグネットで兼用する。
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below. For convenience of explanation, members / configurations having the same functions as those in the drawings described in the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. This embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the OIS magnet and the AF magnet are shared by a single magnet.

(カメラモジュールの構成)
図9は、図1と同様の断面図であり、本実施形態のカメラモジュール200の中央部を光軸方向に切断してカメラモジュール200の構造を示す断面図である。図10は、図9のカメラモジュール200のC−C矢視断面図である。実施形態1と異なり、中間支持体10は四方の各側面に、それぞれ1つのマグネット19を備える。マグネット19は、中間支持体10を貫通するように配置され、固定されている。また、固定支持体(ヨーク)12は、内側の側面に1つのAF用コイル16を備える。AF用コイル16は、固定支持体12の内側の側面に沿って巻かれており(AF用コイルの軸は光軸と平行であり)、固定支持体12に固定されている。
(Configuration of camera module)
FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, and is a cross-sectional view showing the structure of the camera module 200 by cutting the central portion of the camera module 200 of the present embodiment in the optical axis direction. FIG. 10 is a cross-sectional view of the camera module 200 of FIG. Unlike the first embodiment, the intermediate support 10 includes one magnet 19 on each of the four sides. The magnet 19 is disposed and fixed so as to penetrate the intermediate support 10. The fixed support (yoke) 12 includes one AF coil 16 on the inner side surface. The AF coil 16 is wound along the inner side surface of the fixed support 12 (the axis of the AF coil is parallel to the optical axis), and is fixed to the fixed support 12.

マグネット19の内側(光軸側)の面はOIS用コイル14に対向しており、マグネット19の外側(光軸とは逆側)の面は、AF用コイル16に対向している。マグネット19は、OIS用コイル14に対向する内側の面に1つの磁極を有し、AF用コイル16に対向する外側の面に別の磁極を有する。   The inner surface (optical axis side) of the magnet 19 faces the OIS coil 14, and the outer surface (opposite side of the optical axis) of the magnet 19 faces the AF coil 16. The magnet 19 has one magnetic pole on the inner surface facing the OIS coil 14 and another magnetic pole on the outer surface facing the AF coil 16.

図11は、カメラモジュール200のOIS用コイル14と、それに対向するマグネット19の位置関係を示す要部斜視図である。図4に示す実施形態1の構造と異なり、図11に示す実施形態2のOIS用のマグネット19は、2極構造ではなく、OIS用コイル14に対向する面に単一の磁極を有する単極構造のマグネットである。そのため、OIS用コイル14に対するマグネット19の位置をずらして配置し、OIS用コイル14の長辺の1辺のみがOIS用マグネット19の磁極に対向するように構成する。   FIG. 11 is a perspective view of a principal part showing a positional relationship between the OIS coil 14 of the camera module 200 and the magnet 19 facing the OIS coil 14. Unlike the structure of the first embodiment shown in FIG. 4, the OIS magnet 19 of the second embodiment shown in FIG. 11 is not a two-pole structure, but a single pole having a single magnetic pole on the surface facing the OIS coil 14. A magnet with a structure. Therefore, the position of the magnet 19 with respect to the OIS coil 14 is shifted and arranged so that only one long side of the OIS coil 14 faces the magnetic pole of the OIS magnet 19.

(OIS機能およびAF機能)
カメラモジュール200は、OIS用コイル14に電流を流すことによって、光学部3を光軸に垂直な2軸の方向へ駆動可能であり、かつ、AF用コイル16に電流を流すことによって、光学部3、中間支持体10、およびマグネット19等を含むAF可動部を光軸方向に駆動可能である。このように、カメラモジュール200は、マグネット19の内側(光軸側)への磁束を利用してOIS駆動を行い、外側(光軸とは逆側)への磁束を利用してAF駆動を行う。
(OIS function and AF function)
The camera module 200 can drive the optical unit 3 in two axial directions perpendicular to the optical axis by passing a current through the OIS coil 14, and can also drive the optical unit 3 by flowing a current through the AF coil 16. 3. The AF movable part including the intermediate support 10 and the magnet 19 can be driven in the optical axis direction. As described above, the camera module 200 performs OIS driving using the magnetic flux toward the inner side (optical axis side) of the magnet 19 and performs AF driving using the magnetic flux toward the outer side (opposite side to the optical axis). .

本実施形態では、OIS用のマグネットとして、単極構造のマグネット19を用いることにより、OISコイルの片側の長辺にしか駆動力が発生しないため駆動効率は低下するが、OIS用マグネットの役割とAF用マグネットの役割とを単一のマグネット19に担わせることができる。そのため、部品点数を低減することでコストを削減し、かつ、カメラモジュールの小型化および軽量化を行うことができる。   In this embodiment, the use of the magnet 19 having a single pole structure as the OIS magnet causes a driving force to be generated only on one long side of the OIS coil, so that the driving efficiency is reduced. The role of the AF magnet can be assigned to the single magnet 19. Therefore, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the camera module can be reduced in size and weight.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、特に、携帯用端末等の通信機器をはじめとする各種電子機器に搭載されるカメラモジュールに好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used particularly for camera modules mounted on various electronic devices including communication devices such as portable terminals.

1 撮像レンズ
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ー(第1支持部)
10 中間支持体
11a、11b AF用バネ(第2支持部)
12 固定支持体
13 ベース部材
14 OIS用コイル
15 OIS用マグネット
16 AF用コイル
17 AF用マグネット
18 IRカットフィルター
19 マグネット
100、200 カメラモジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging lens 2 Lens barrel 3 Optical part 4 Lens holder 4a Flange part 5 Optical part drive device 6 Imaging element 7 Board | substrate 8 Imaging part 9 Suspension wire (1st support part)
10 Intermediate support 11a, 11b AF spring (second support)
12 fixed support 13 base member 14 coil for OIS 15 magnet for OIS 16 coil for AF 17 magnet for AF 18 IR cut filter 19 magnet 100, 200 camera module

Claims (3)

撮像レンズを備える光学部と、中間支持体と、固定支持体と、上記固定支持体に対して固定されている撮像素子とを備える光学的手振れ補正用のカメラモジュールであって、
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
上記光学部に対して固定されている第1コイルと、
上記中間支持体に対して固定されているマグネットと、
上記固定支持体に対して固定されている第2コイルとを備え、
上記第1コイルと上記マグネットとの間に働く電磁力により、上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させ、上記第2コイルと上記マグネットとの間に働く電磁力により、上記中間支持体を光軸方向に変位させることを特徴とするカメラモジュール。
An optical camera shake correction camera module including an optical unit including an imaging lens, an intermediate support, a fixed support, and an image sensor fixed to the fixed support,
A first support unit that connects the optical unit and the intermediate support, and supports the optical unit so that the optical unit can be displaced in a direction perpendicular to the optical axis with respect to the intermediate support;
Connecting the said intermediate support and the fixed support member, relative to the stationary support, a second support portion that movably supports the intermediate support in the optical axis direction,
A first coil fixed to the optical unit;
A magnet fixed to the intermediate support;
A second coil fixed to the fixed support,
The intermediate support is displaced by an electromagnetic force acting between the first coil and the magnet, and the optical portion is displaced in a direction perpendicular to the optical axis by the electromagnetic force acting between the first coil and the magnet. the camera module according to claim Rukoto is displaced in the optical axis direction.
第1支持部は、弾性力によって、上記中間支持体に対して、上記光学部を光軸に垂直な平面における所定の位置に保持するよう作用することを特徴とする請求項に記載のカメラモジュール。 2. The camera according to claim 1 , wherein the first support portion acts to hold the optical portion at a predetermined position in a plane perpendicular to the optical axis with respect to the intermediate support body by an elastic force. module. 第1支持部は、少なくとも4つのサスペンションワイヤーからな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。 The first support portion, a camera module according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of at least four suspension wires.
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