JP5780405B2 - カメラモジュール - Google Patents

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Description

本発明はカメラモジュールに関し、特に、携帯型小型カメラに用いられるオートフォーカス用カメラモジュールに関する。
カメラ付携帯電話機には携帯型小型カメラが搭載されている。この携帯型小型カメラには、オートフォーカス用カメラモジュールが用いられる。従来から、種々のオートフォーカス用カメラモジュールが提案されている。
例えば、特許文献1(特開2009−271405号公報)は、位置精度良く、組立てることが可能なレンズモジュールを開示している。この特許文献1に開示されたレンズモジュールは、レンズアセンブリをレンズの光軸方向に沿って移動可能に支持するアクチュエータ本体と、撮像素子を搭載するセンサ基板と、アクチュエータ本体とセンサ基板との間に配置されたベース部材とから構成されている。また、特許文献1は、ベース部材の外周側面にシールド膜を蒸着したものも開示している。
また、特許文献2(特開2008−52196号公報)は、装置本体を小型化することができるレンズ駆動装置を開示している。この特許文献2に開示されたレンズ駆動装置は、イメージセンサが実装される基板(センサ基板)と、IRカットフィルタが装着されるベースと、レンズホルダが取り付けられ、このレンズホルダを介してレンズケースが取り付けられるケースと、レンズホルダに固定されるコイルと、レンズホルダの上方に配設されるマグネット及びヨーク(第1のカバー)と、ケースの上方の各部材を収容するシールドケース(第2のカバー)とを含んで構成される。
特開2009−271405号公報(図6) 特開2008−52196号公報(図1、[0018])
この技術分野において周知のように、撮像素子(イメージセンサ)を搭載するセンサ基板には、当該撮像素子(イメージセンサ)を駆動するために撮像素子(イメージセンサ)にクロック信号を供給するクロック発生源が実装されている。このクロック発生源がノイズ発生源として外部へノイズを発生し、アンテナへ悪影響を及ぼしてしまう。
そのため、特許文献1では、ベース部材の外周側面にシールド膜を蒸着している。しかしながら、蒸着に手間がかかると共に、カメラモジュールが高価になってしまう。
一方、特許文献2では、シールドケース(第2のカバー)によって、ケースの上方の各部材を収容している。しかしながら、シールドケース(第2のカバー)が基板(センサ基板)から離間しているので、効果的な電磁シールドが望めない。
そこで、シールドケース(第2のカバー)の下端をセンサ基板まで延在することが考えられる。しかしながら、シールドケース(第2のカバー)の下端を単に延在しただけでは、シールドケース(第2のカバー)とアクチュエータ本体およびベース部材との間に隙間(クリアランス)が存在してしまう。その結果、シールドケース(第2のカバー)がガタついてしまう。また、シールドケース(第2のカバー)の回転ガタのために、シールドケース(第2のカバー)がセンサ基板に対して斜めに取り付けられてしまうという問題もある。さらに、センサ基板に対してシールドケース(第2のカバー)を精度良く位置決めできないので、シールドケース(第2のカバー)とセンサ基板上に形成された基板導通部パタンとのズレが大きくなり、接地面積を大きくとれないという問題もある。
本発明の課題は、第1および第2のカバーをセンサ基板上に位置決めすることができる、カメラモジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
本発明によれば、レンズアセンブリをレンズの光軸(O)方向に移動可能に支持するアクチュエータ本体(10)と、撮像素子を搭載するセンサ基板(40)と、アクチュエータ本体とセンサ基板との間に配置されたベース部材(50,50A)と、を備えたカメラモジュール(100,100A)において、アクチュエータ本体(10)の一部である第1のカバー(20)であって、第1の外筒部(202)と、この第1の外筒部(202)の上端に設けられたリング状端部(204)とを含む、第1のカバー(20)と、アクチュエータ本体(10)、ベース部材(50,50A)、およびセンサ基板(40)の上面(40a)全体を覆う第2のカバー(60,60A)であって、下方が開口し、かつ四側面が隙間なく閉じられた四角筒形状の第2の外筒部(62,62A)と、この第2の外筒部(62,62A)の上端に設けられ、円形状の開口部(64a)を持つ上面とを含む、第2のカバー(60,60A)と、を備え、ベース部材(50,50A)は、第1のカバー(20)を搭載し、更に第2のカバー(60,60A)と嵌合し、第2のカバー(60,60A)は、第2の外筒部(62,62A)の下端(62a)がセンサ基板(40)の上面(40a)まで延在し、センサ基板(40)から発生する電磁ノイズを遮蔽するためのシールドケース(60,60A)であることを特徴とするカメラモジュール(100,100A)が得られる。
上記カメラモジュール(100,100A)において、センサ基板(40)と第2のカバー(60,60A)とは、電気的に接続されていることが好ましい。第1のカバー(20)の内部には、磁石(18)が配置されていてよい。第1のカバー(20)は、磁石(18)のヨークであってよい。
また、本発明によれば、上記カメラモジュール(100,100A)を搭載したカメラが得られる。
尚、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、これらに限定されないのは勿論である。
本発明では、第1および第2のカバーをセンサ基板上に位置決めすることができる。
本発明の第1の実施の形態によるカメラモジュールを示す外観斜視図である。 図1に示したカメラモジュールの分解斜視図である。 図2に示したカメラモジュールにおいて、アクチュエータ本体と、ベース部材とを組み付けた状態を示す斜視図である。 図2に示したカメラモジュールにおいて、アクチュエータ本体と、ベース部材と、センサ基板とを組み付けた状態を示す斜視図である。 図2に示したカメラモジュールにおいて、センサ基板を省いた状態の横断面図である。 本発明の第2の実施の形態によるカメラモジュールの要部を示す縦断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1乃至図5を参照して、本発明の第1の実施の形態によるカメラモジュール100について説明する。図1はカメラモジュール100を示す外観斜視図であり、図2はカメラモジュール100の分解斜視図である。図3は、図2に示したカメラモジュール100において、アクチュエータ本体10と、ベース部材50とを組み付けた状態を示す斜視図である。図4は、図2に示したカメラモジュール100において、アクチュエータ本体10と、ベース部材50と、センサ基板40とを組み付けた状態を示す斜視図である。図5は、図2に示したカメラモジュール100において、センサ基板40を省いた状態の横断面図である。
ここでは、図1乃至図5に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図1乃至図5に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸は前後方向(奥行方向)であり、Y軸は左右方向(幅方向)であり、Z軸は上下方向(高さ方向)である。そして、図1乃至図5に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。
但し、実際の使用状況においては、光軸O方向、すなわち、Z軸方向が前後方向となる。換言すれば、Z軸の上方向が前方向となり、Z軸の下方向が後方向となる。
図示のカメラモジュール100は、オートフォーカス可能なカメラ付き携帯電話に備えられる。カメラモジュール100は、レンズアセンブリ(レンズバレル)(図示せず)を光軸O方向に沿って移動可能に支持するアクチュエータ本体10と、撮像素子(図示せず)やクロック発生源(図示せず)などの電子部品を搭載するセンサ基板40と、上記アクチュエータ本体10とセンサ基板40との間に配置されたベース部材50と、アクチュエータ本体10、ベース部材50、およびセンサ基板40の上面40aを覆うシールドケース60とから構成される。シールドケース60は、センサ基板40から発生する電磁ノイズを遮蔽するためのものである。
アクチュエータ本体10は、レンズアセンブリ(レンズバレル)を光軸O方向に移動させるためのものである。アクチュエータ本体10は、Z軸方向(光軸O方向)の下側(後側)に配置されたベース部材50上に搭載されている。このベース部材50の下部(後部)に、センサ基板40が配置される。このセンサ基板40上に、上記撮像素子が搭載される。
撮像素子は、レンズアセンブリにより結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。
アクチュエータ本体10は、レンズアセンブリ(レンズバレル)を保持するための筒状部140を有する樹脂製のレンズホルダ14と、このレンズホルダ14に筒状部140の周囲に位置するように固定された駆動コイル16と、この駆動コイル16と対向する永久磁石18を備えたヨーク20と、レンズホルダ14の筒状部140の光軸O方向両側に設けられた一対の板バネ22、24を備える。一対の板バネ22、24は、レンズホルダ14を径方向に位置決めした状態で光軸O方向に変位可能に支持する。一対の板バネ22、24のうち、一方の板バネ22は上側板バネと呼ばれ、他方の板バネ24は下側板バネと呼ばれる。
また、前述したように、実際の使用状況においては、Z軸方向(光軸O方向)の上方向が前方向、Z軸方向(光軸O方向)の下方向が後方向となる。したがって、上側板バネ22は前側スプリングとも呼ばれ、下側板バネ24は後側スプリングとも呼ばれる。
ヨーク20は略四角筒状をしている。すなわち、ヨーク20は、略四角筒形状の外筒部202と、この外筒部202の上端(前端)に設けられた四角形のリング状端部204とを有する。外筒部202は、左右方向Yで対向する一対の辺の中央部分202−1が半径方向の外側に突出している。
従って、駆動コイル16も、四角筒状のヨーク20の形状に合わせた、略四角筒状をしている。レンズホルダ14の筒状部140は、駆動コイル16の左右方向Yで対応した位置で、半径方向外側へ突出する2つの接触部140−1を持つ。これら2つの接触部140−1に、駆動コイル16の2つの平坦部162が接着される。すなわち、駆動コイル16は、筒状部140の2つの接触部140−1で接着されている。
一方、永久磁石18は、ヨーク20の四隅に配置される断面三角形の4つの永久磁石片182と、駆動コイル16の上記2つの平坦部162に対向する2つの断面矩形状永久磁石片184とから構成される。詳述すると、2つの断面矩形状永久磁石片184は、ヨーク20の外筒部202の上記一対の辺の中央部分202−1の内壁に取り付けられている。すなわち、永久磁石18は、ヨーク20の四角筒形状の外筒部202の四隅と2側辺に配置された、合計6個の永久磁石片182、184から成る。
ヨーク20の外筒部202の内周面に、駆動コイル16と間隔を置いて、永久磁石18が配置されている。
上側板バネ(前側スプリング)22はレンズホルダ14における光軸O方向上側(前側)に配置され、下側板バネ(後側スプリング)24はレンズホルダ14における光軸O方向下側(後側)に配置される。上側板バネ(前側スプリング)22と下側板バネ(後側スプリング)24とは、略同一構成をしている。
詳述すると、上側板バネ(前側スプリング)22は、レンズホルダ14に取り付けられた内周側端部222と、ヨーク20に取り付けられた外周側端部224とを有する。内周側端部222と外周側端部224との間には、複数本の腕部が設けられている。各腕部は、内周側端部222と外周側端部224とを繋いでいる。
同様に、下側板バネ(後側スプリング)24は、レンズホルダ14に取り付けられた内周側端部242と、ヨーク20に取り付けられた外周側端部244とを有する。内周側端部242と外周側端部244とに間には、複数本の腕部が設けられている。各腕部は、内周側端部242と外周側端部244とを繋いでいる。
尚、内周側端部は内輪とも呼ばれ、外周側端部は外輪とも呼ばれる。
上側板バネ(前側スプリング)22の内周側端部222は、レンズホルダ14とストッパ26に挟持されて固定されている。換言すれば、ストッパ26は、上側板バネ(前側スプリング)22の内周側端部222を、レンズホルダ14との間で挟持するように、レンズホルダ14と嵌合する。一方、上側板バネ(前側スプリング)22の外周側端部224は、ヨーク20とカバー28との間に挟持され固定されている。尚、上側板バネ(前側スプリング)22の外周側端部224とカバー28との間には、リング状プレート34が配置されている。
ストッパ26には、次に述べるような機能がある。すなわち、ストッパ26は、上側板バネ(前側スプリング)22の内周側端部222をレンズホルダ14にバラツキなく高精度に密着させる機能を持つ。これにより、VCM(ボイス・コイル・モータ)特性のバラツキを改善できる。また、ストッパ26は、上側板バネ(前側スプリング)22の接着強度を向上させる機能をもつ。これにより、カメラモジュール100の耐衝撃性を向上させている。さらに、ストッパ26は、カメラモジュール100の落下衝撃の際の上側板バネ(前側スプリング)22の変形を防止する機能を持つ。これによっても、カメラモジュール100の耐衝撃性を向上させている。また、ストッパ26は、カメラモジュール100の機械的ストロークを決める機能を持つ。
一方、下側板バネ(後側スプリング)24の外周側端部244は、スペーサ30を介してヨーク20に固定されている。換言すれば、スペーサ30と下側板バネ(後側スプリング)24の外周側端部244とは、ヨーク20とベース部材50との間に挟持されて固定されている。下側板バネ(後側スプリング)24の内周側端部242は、レンズホルダ14の下端(後端)側に固定されている。
レンズホルダ14の筒状部140の内周壁には雌ネジ142が切られている。一方、図示しないが、レンズアセンブリ(レンズバレル)の外周壁には、上記雌ネジ142に螺合される雄ネジが切られている。従って、レンズアセンブリ(レンズバレル)をレンズホルダ14に装着するには、レンズアセンブリ(レンズバレル)をレンズホルダ14の筒状部140に対して光軸O周りに回転して光軸O方向に沿って螺合することにより、レンズアセンブリ(レンズバレル)をレンズホルダ14内に収容し、接着剤などによって互いに接合する。
下側板バネ(後側スプリング)24とベース12との間には、電力供給部材32が配置されている。この電力供給部材32は、駆動コイル16に電力を供給するためのものである。
電力供給部材32は、下側板バネ24とベース部材50との間に挟まれて、駆動コイル16の一対の引出し線(図示せず)と電気的に接続されるフレキシブルプリント基板322と、このフレキシブルプリント基板322から上記センサ基板40まで下方に延出するばね性を持つ一対の板金端子324とを有する。
電力供給部材32を介して駆動コイル16に通電することで、永久磁石18の磁界と駆動コイル16に流れる電流による磁界との相互作用によって、レンズホルダ14(レンズアセンブリ)を光軸O方向に位置調整することが可能である。
センサ基板40は、上記電力供給部材32の一対の板金端子324が挿入される一対の凹部42を持つ。センサ基板40の上面(主面)40aには、一対の凹部42が形成されている一辺を除く3辺近傍に、辺に沿って延在する3つの矩形凹部44が形成されている。そして、これら3つの矩形凹部44の内側辺に沿って、基板導通部パタン(図示せず)が形成されている。
シールドケース60は、例えば、ステンレス等の金属材料で形成される。シールドケース60は、下方が開口した箱型形状をしている。すなわち、シールドケース60は、四角筒形状の外筒部62と、この外筒部62の上端に設けられた上面64とを有する。この上面64には、中央部に円形状の開口部64aが形成されている。
図1から明らかなように、シールドケース60の外筒部62の外形寸法(縦横寸法)と、センサ基板40の縦横寸法とは、実質的に等しい。シールドケース60の下端62aは、センサ基板40の上面(主面)40aまで延在している。
シールドケース60を、アクチュエータ本体10、ベース部材50、およびセンサ基板40の上面40aを覆うように被せた後、シールドケース60とセンサ基板40の上記基板導通部パタンとは、3つの矩形凹部44で半田又は導電性接着剤を使用して電気的に接続される。その結果、上記基板導通部パタンとシールドケース60とは、接地電位に保たれる。
次に、図3乃至図5を参照して、ベース部材50について詳細に説明する。ベース部材50は、図示しないIRカットフィルタを搭載している。ベース部材50は、射出成形により製造される。ベース部材50の材料は、例えば、液晶ポリマー(LCP)等のエンジニアリングプラスチックから成る。周知のように、LCPは、比較的弾性のない樹脂である。
ベース部材50は、リング状のベース部52と、ヨーク20の外筒部202の上記一対の辺の中央部分202−1を挟むように、左右方向Yで対向して四隅でベース部52から上下方向Zの上方へ突出する4つの突出部54とを有する。
4つの突出部54は、ベース部材50の四隅で形成された突起部542を持つ。各突起部542は、上下方向Zに延在する(光軸O方向と平行に延在する)略円柱状をしている。図示の例では、各突起部542の直径は0.1mm程度である。また、各突起部542の断面は、半円以上突出した形状をしている。各突起部542は、その上部に略円錐状の先端部542aを持つ。また、各突起部542の下端42bは、ベース部材50の基板当接面より上部に位置している。換言すれば、各突起部542の下端542bは、センサ基板40の上面40aより離間している。
光軸Oから各突起部542の最遠端までの半径方向の距離は、光軸Oからシールドケース60の角部62bの内壁までの半径方向の距離よりも、僅かに長い。一方、各突起部542が無い場合における、光軸Oから突出部54の最遠端までの半径方向の距離は、光軸Oからシールドケース60の角部62bの内壁までの半径方向の距離よりも、僅かに短い。
このように、本実施の形態にかかるカメラモジュール100では、ベース部材50の四隅に突起部542を設けたので、シールドケース60を精度良く位置決めすることができる。詳述すると、シールドケース60を、アクチュエータ本体10、ベース部材50、およびセンサ基板40の上面40aを覆うように被せると、シールドケース50の四隅にある角部62bが、略円錐状の先端部542aに誘われつつ、ベース部材50の4つの突起部542を押し潰すので、シールドケース60とベース部材50とは軽圧入状態で嵌合される(図5参照)。その結果、シールドケース60がガタつくのを防止できる。また、シールドケース60の回転ガタもなくなるので、シールドケース60がセンサ基板40に対して斜めに取り付けられることもない。
また、シールドケース60を被せる際に、仮にベース部材50の4つの突起部542のいずれかが削れたとしても、各突起部542の下面542bがセンサ基板40の上面40aより離間しているので、4つの突起部542の下部に削れカスが落ちることになる。その結果、削れカスは、シールドケース60とセンサ基板40との間の挟まれることもない。
センサ基板40に対してシールドケース60を精度良く位置決めできるので、シールドケース60とセンサ基板40上に形成された基板導通部パタンとの間の位置ズレを小さくできる。その結果、接地面積を大きくとることができる。
尚、上記第1の実施の形態では、ベース部材50の四隅に4つの突起部542を形成しているが、例えば、ベース部材50の光軸Oを間に挟んで対角線方向で対向する2隅に、2つの突起部542を形成してもよい。
図6を参照して、本発明の第2の実施の形態によるカメラモジュール100Aについて説明する。図6はカメラモジュール100Aの要部を示す縦断面図である。
図示のカメラモジュール100Aは、ベース部材およびシールドケースの構造が図1乃至図5に示したカメラモジュール100のそれらと相違している点を除いて、図1乃至図5に示したカメラモジュール100と同様の構成を有する。従って、ベース部材およびシールドケースに、それぞれ、50Aおよび60Aの参照符号を付してある。カメラモジュール100Aの他の構成要素は、図1乃至図5に示したカメラモジュール100のそれらと同一であるので、それらの構成要素についての図示や説明については省略する。
ベース部材50Aは、突出部の構造が、図2乃至図4に示したものと後述するように相違する点を除いて、図2乃至図4に示したベース部材50と同様の構成を有する。従って、突出部に54Aの参照符号を付してある。各突出部54Aは、半径方向外側へ突出する係合突起(嵌込用爪)544を備えている点を除いて、図2乃至図4に示した突出部54と同様の構成を有する。
尚、各突出部54Aは、突起部542の代わりに、係合突起(嵌込用爪)544を備えてもいても良い。
一方、シールドケース60Aは、外筒部の構造が、図1および図2に示したものと相違する点を除いて、図1および図2に示したシールドケース60と同様の構成を有する。従って、外筒部に62Aの参照符号を付してある。外筒部62Aは、上記係合突起(嵌込用爪)544と係合(嵌合)する係合凹部(嵌合凹部)622を有する点を除いて、図1および図2に示した外筒部62と同様の構成を有する。
このような構成のカメラモジュール100Aによれば、シールドケース60Aをアクチュエータ本体10(図3および図4参照)、ベース部材60A、およびセンサ基板40(図1、図2、および図4参照)の上面40aを覆うように被せると、係合突起(嵌込用爪)544が矢印Aに示されるように、一旦、撓んだ後に、元の状態(位置)に復帰する。その結果、係合突起(嵌込用爪)544が係合凹部(嵌合凹部)622と係合(嵌合)する。そのため、シールドケース60Aがカメラモジュール100Aから外れるのを防止することができる。
以上、本発明についてその好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、種々の変形が当業者によって可能であるのは明らかである。
100、100A カメラモジュール
10 アクチュエータ本体
14 レンズホルダ
140 筒状部
140−1 接触部
142 雌ネジ
16 駆動コイル
162 平坦部
18 永久磁石
182 断面三角形の永久磁石片
184 断面矩形状永久磁石片
20 ヨーク
202 外筒部
202−1 中央部分
22 上側板バネ(前側スプリング)
222 内周側端部(内輪)
224 外周側端部(外輪)
24 下側板バネ(後側スプリング)
242 内周側端部(内輪)
244 外周側端部(外輪)
26 ストッパ
28 カバー
30 スペーサ
32 電力供給部材
322 フレキシブルプリント基板
324 板金端子
34 リング状プレート
40 センサ基板
40a 上面(主面)
42 凹部
44 矩形凹部
50、50A ベース部材
52 ベース部
54、54A 突出部
542 突起部
542a 先端部
542b 下面
544 係合突起(嵌込用爪)
60、60A シールドケース
62、62A 外筒部
62a 下端
62b 角部
622 係合凹部(嵌合凹部)
64 上面
O 光軸

Claims (5)

  1. レンズアセンブリをレンズの光軸方向に移動可能に支持するアクチュエータ本体と、撮像素子を搭載するセンサ基板と、前記アクチュエータ本体と前記センサ基板との間に配置されたベース部材と、を備えたカメラモジュールにおいて、
    前記アクチュエータ本体の一部である第1のカバーであって、第1の外筒部と、該第1の外筒部の上端に設けられたリング状端部とを含む、前記第1のカバーと、
    前記アクチュエータ本体、前記ベース部材、および前記センサ基板の上面全体を覆う第2のカバーであって、下方が開口し、かつ四側面が隙間なく閉じられた四角筒形状の第2の外筒部と、該第2の外筒部の上端に設けられ、円形状の開口部を持つ上面とを含む、前記第2のカバーと、
    を備え、
    前記ベース部材は、前記第1のカバーを搭載し、更に前記第2のカバーと嵌合し、
    前記第2のカバーは、前記第2の外筒部の下端が前記センサ基板の上面まで延在し、前記センサ基板から発生する電磁ノイズを遮蔽するためのシールドケースであることを特徴とするカメラモジュール。
  2. 前記センサ基板と前記シールドカバーとは、電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載のカメラモジュール。
  3. 前記第1のカバーの内部には、磁石が配置されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のカメラモジュール。
  4. 前記第1のカバーは、前記磁石のヨークであることを特徴とする、請求項に記載のカメラモジュール。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1つに記載のカメラモジュールを搭載したことを特徴とするカメラ。
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