JP5760116B2 - カメラモジュール - Google Patents
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Description
m2(d2x2/dt2)+k1(x2−x1)+k2x2=f0
ラプラス変換してこの連立方程式を解くと、以下のようになる。
ただし、sはラプラス変換の変数、X1、X2、F0はそれぞれx1、x2、f0のラプラス変換後の関数である。また、レンズの変位を示すのがX1であるため、X1に関する式のみ示しているが、同様の解法でX2に関する式も導出できる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。m1がOIS可動部の質量、m2がOIS可動部を除いたAF可動部の質量、k1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、k2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x1、x2とすると、本実施形態ではOIS駆動力f0はOIS可動部(m1に相当)に作用し、OIS駆動力f0の反作用(−f0)が中間支持体に作用する。すなわち、反作用(−f0)は、OIS可動部を除いたAF可動部(m2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、
m1(d2x1/dt2)+k1(x1−x2)=f0
m2(d2x2/dt2)+k1(x2−x1)+k2x2=−f0
ラプラス変換してこの連立方程式を解くと、
X1/F0=(m2s2+k2)
/((m1s2+k1)×(m2s2+k1+k2)−k1 2)
となる。ただし、sはラプラス変換の変数、X1、X2、F0はそれぞれx1、x2、f0のラプラス変換後の関数である。
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。
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。
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。
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
Claims (5)
- 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支持部とを備え、
オートフォーカスのために光軸方向に駆動される複数の撮像レンズの全てが手振れ補正のために光軸に垂直な方向に駆動され、
上記複数の撮像レンズの全ては、上記光学部に備えられ、
上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させるための電磁力を生じるマグネットが上記中間支持体に対して固定されていることを特徴とするカメラモジュール。 - 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支持部とを備え、
上記第2支持部は、弾性力によって、上記固定支持体に対して、上記中間支持体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し、
上記光学部を光軸に垂直な方向に変位させるための電磁力を生じるマグネットが上記中間支持体に対して固定されていることを特徴とするカメラモジュール。 - 上記第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2に記載のカメラモジュール。
- オートフォーカスのために光軸方向に駆動される複数の撮像レンズの全てが手振れ補正のために光軸に垂直な方向に駆動され、
上記複数の撮像レンズの全ては、上記光学部に備えられていることを特徴とする請求項2または3に記載のカメラモジュール。 - 上記光学部に対して固定されている第1コイルと、
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請求項1から4のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
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