JP5838270B2

JP5838270B2 - カメラモジュール

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Publication number: JP5838270B2
Application number: JP2014544429A
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Inventors: 源一清水
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2016-01-06
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Description

本発明は、携帯電子機器にカメラ機能を付与するためのカメラモジュールに関する。

携帯電子機器、例えば携帯電話、携帯情報端末等では、カメラ機能を備えていることが普通である。このカメラ機能を付与するために、撮像光学系と撮像素子とをユニット化したカメラモジュールが用いられ、機器本体の適宜な位置に取り付けられる。

携帯性を損なわないようにするために、カメラモジュールに対しては、コンパクトカメラと比較して、大幅な軽量化や小型化が要求されている。その一方で、高画質の撮影を可能にするために、撮像素子の高画素化や撮像光学系の高解像度化も要求されている。また、簡単な操作で鮮明な画像を得るために、焦点調節を自動化するオートフォーカス装置（ＡＦ装置という）や、手振れを抑制するための手振れ補正装置等の搭載も要請されている。

ＡＦ装置や手振れ補正装置を搭載する場合に、撮像光学系の全体又はその一部を移動するためのＡＦ機構や手振れ補正機構、手振れを検出するための角度センサ、ＡＦ機構や手振れ補正機構のアクチュエータを駆動するための制御回路やドライバ回路、これらの回路や角度センサを取り付けるためのフレキシブル基板が必要となる。このために、部品点数が増えて、カメラモジュールが大型化するという問題が生じる。

特許文献１には、撮像レンズ及び撮像素子を有し、ブロック状をしたレンズ駆動装置（モジュール本体）と、この外周面を覆う箱形のカバーと、フレキシブル基板とを備え、小型化を図った撮像光学装置（カメラモジュール）が記載されている。フレキシブル基板には、Ｌ字形をした２つの折り曲げ片が形成され、一方の折り曲げ片にはＸ方向用のジャイロセンサ（角度センサ）とドライバＩＣが、他方の折り曲げ片にはＹ方向用のジャイロセンサとコントロールＩＣとが取り付けられている。これらの折り曲げ片は、撮像レンズの光軸と平行となるように折り曲げられ、それにより、２個のジャイロセンサ、ドライバＩＣやコントロールＩＣとが、レンズ駆動装置とカバーとの隙間に配置される。

特開２０１０−２５００４５号公報

特許文献１の装置では、各折り曲げ片が、レンズ駆動装置とカバーとの隙間内に入っているだけであるから、傾いたり、倒れたりするおそれがある。この場合には、ジャイロセンサも斜めになるため、ジャイロセンサの回転軸を光軸と平行に維持することができなくなる。この結果、手振れ量の検出が不正確となるため、手振れ補正の精度が悪くなる。そこで、精度の良い手振れ補正を行うために、角度センサを安定して保持するとともに、サイズが小型なカメラモジュールの開発が望まれている。

本発明は、角度センサを安定して保持するとともに、小型なカメラモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のカメラモジュールは、撮像光学系を有するレンズ部と、手振れ補正機構と、第１回路基板と、第２回路基板と、保持部材とを備えている。手振れ補正機構は、撮像光学系の光軸と直交する面内で二次元方向にレンズ部を移動して手振れ補正を行う。第１回路基板は、撮像光学系で結像された画像を光電変換する撮像素子を有し、手振れ補正機構に電気的に接続されている。第２回路基板には、手振れを検出する角度センサを有し、第１回路基板に接続されている。保持部材は、光軸と直交した状態で第１回路基板を保持するとともに、レンズ部の周囲で光軸と平行に第２回路基板を保持する。保持部材は、第１回路基板を保持する本体と、光軸と平行に延びて第２回路基板の両側を保持する２本の支柱とを有し、２本の支柱の上端に、第２回路基板の上部を保持する第１の横板が架け渡されている。

２本の支柱の途中に、第２回路基板の途中を保持する第２の横板が架け渡されていることが好ましい。

上記目的を達成するため、本発明のカメラモジュールは、撮像光学系を有するレンズ部と、手振れ補正機構と、第１回路基板と、第２回路基板と、保持部材と、配線基板とを備えている。手振れ補正機構は、撮像光学系の光軸と直交する面内で二次元方向にレンズ部を移動して手振れ補正を行う。第１回路基板は、撮像光学素子で結像された画像を光電変換する撮像素子を有し、手振れ補正機構に電気的に接続されている。第２回路基板には、手振れを検出する角度センサを有し、第１回路基板に接続されている。保持部材は、光軸と直交した状態で第１回路基板を保持するとともに、レンズ部の周囲で光軸と平行に第２回路基板を保持する。第１回路基板はフレキシブル回路基板の途中に取り付けられ、第２回路基板はフレキシブル回路基板の先端側に取り付けられ、全体としてフレキシブル回路基板セットを構成している。保持部材は、第１回路基板を保持する本体と、光軸と平行に延びた２本の支柱とを有し、２本の支柱により第２回路基板の両側が保持する。配線基板は、第１回路基板と平行に配置され、この第１回路基板と手振れ補正機構との電気的接続を仲介する。この配線基板には、検査装置に接続され、手振れ補正機構の動作テストに使用されるテストパッド部が形成されている。

レンズ部、手振れ補正機構、及び配線基板はレンズユットを構成し、保持部材及びフレキシブル回路基板セットは撮像ユニットを構成しており、撮像ユニット上にレンズユニットが固定されていることが好ましい。

撮像光学系に対面する部分に、第１開口が形成された箱形の遮光カバーを備えることが好ましい。この遮光カバーは、その周囲に第２回路基板及びテストパッド部が配置されるように、レンズユニット及び撮像ユニットの少なくとも一部を覆っている。

撮像光学系に被写体光を通すための開口を有し、遮光カバー、第２回路基板、及びテストパッド部を覆うカバーを備えていることが好ましい。

角度センサとしては、互いに直交する３つの方向の回転軸を有し、その１つの回転軸が光軸と平行に配置された３軸ジャイロセンサを用いることが好ましい。この３軸ジャイロセンサは、光軸と直交する２方向の移動を検出する。

本発明によれば、撮像素子及び信号処理回路が実装された第１回路基板が光軸と垂直に、角度センサを実装した第２回路基板が光軸と平行となるように保持部材に取り付けるから、角度センサの倒れを防止して、精度の良い手振れ補正を行うことができる。また、角度センサをレンズ部の周囲に配置するから、カメラモジュールの小型化を維持することができる。

本発明のカメラモジュールの一例を示し、カバーを取り外した状態の斜視図である。モジュール本体の縦断面図である。撮像ユニットの分解斜視図である。レンズユニットの説明図である。下側が上になるように反転して示した配線基板の斜視図である。保持部材の別の例を示す斜視図である。保持部材の更に別の例を示す斜視図である。

図１において、カメラモジュール２は、ブロック状をしたモジュール本体３と、この前側をカバーするフロントカバー４とを備え、携帯電話機などの携帯電子機器（図示せず）に搭載される。モジュール本体３は、撮像素子５（図２参照）を有する撮像ユニット６と、撮像光学系７を有するレンズユニット８とを備えている。フロントカバー４は、下面が開口した箱形をしており、被写体からの光を通すために、光軸ＯＰを中心とする円形の開口４ａが上面に形成されている。また、下方にはモジュール本体３に係合するための２個の穴４ｂが形成されている。この２個の穴４ｂは、反対側にも形成されている。本来は、フロントカバー４側が被写体に対面する前側であり、撮像素子５が後側であるが、説明の便宜上でフロントカバー４側を上側とし、撮像素子５側を下側とする。

図２及び図３において、撮像ユニット６は、フレキシブル回路基板セット１０と、このフレキシブル回路基板セット１０を保持するための保持部材１１とを備えている。フレキシブル回路基板セット１０は、帯び状をしたフレキシブル回路基板１２に、第１回路基板（メイン回路基板）１３と、第２回路基板（サブ回路基板）１４と、接続ターミナル１５とが形成されている。第２回路基板１４と接続ターミナル１５とは、フレキシブル回路基板１２の両端に形成され、第１回路基板１３は途中に形成されている。各回路基板１３、１４と、接続ターミナル１５は、フレキシブル回路基板１２を介して電気的に接続されている。また、これらは、フレキシブル回路基板１２の両面を挟んだ状態で、エポキシ樹脂等の硬質な樹脂で板状に形成されている。

第１回路基板上１３には、撮像素子５、信号処理回路１７が実装され、外周部には２方向に配列した接点群１８、１９が形成されている。撮像素子５は、周知のように、多数の画素を有し、入射した光を電気信号に変換することで、撮像信号を出力する。信号処理回路１７は、撮像素子５からの撮像信号に対して、初段増幅、ゲイン調節、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を施す。デジタル化した画像データは、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory、図示せず)にいったん格納される。スルー画の表示では、ＳＤＲＡＭから読み出した画像データに対して簡単な画像処理を施してから、接続ターミナル１５を介して携帯電子機器内の制御回路（図示せず）に送り、ディスプレイ（図示せず）に動画として表示する。レリーズボタン（図示せず）を操作した画像撮影では、信号処理回路１７において、マトリクス演算、信号補間、ガンマ補正、輝度・色差変換、データ圧縮等の画像処理が施されてから、携帯電子機器の制御回路を介してメモリ（図示せず）に記憶される。

第２回路基板１４には、角度センサ２０と、制御回路２１、ドライバ回路２２等が実装されている。角度センサ２０は、カメラモジュール２を実装した携帯電子機器の手振れを検出して、変位信号（手振れ信号）を制御回路２１に送る。角度センサ２０として、互いに直交する３方向に回転軸を有する３軸ジャイロセンサが用いられている。３方向をＸ、Ｙ、Ｚとし、Ｚ方向を光軸ＯＰに平行とする。３軸ジャイロセンサの場合には、第２回路基板１４を光軸ＯＰと平行に起立させたときに、３軸（図示せず）のうちの１つがＺ方向に配置されるように、３軸ジャイロセンサが第２回路基板１４に取り付けられる。この３軸ジャイロセンサを用いると、１個のジャイロセンサで光軸ＯＰと直交する２方向Ｘ、Ｙでの変位量を同時に検出することができる。

制御回路２１は、角度センサ２０からＸＹ方向（二次元方向）の変位信号に基づいて、光軸ＯＰと直交する面内における手振れを補正するために、撮像光学系７の移動すべき目標位置を算出する。そして、算出した目標位置の情報と、位置センサ（図示せず）からの現在位置の情報とをフィードバック制御部に入力する。このフィードバック制御部からの出力信号はドライバ回路２２に送られる。ドライバ回路２２からの駆動信号で手振れ補正機構３５を駆動することにより、撮像光学系７をＸＹ方向に移動させて手振れ補正をする。位置センサとしては、ホール素子や反射型のフォトセンサ等が用いられる。

また、制御回路２１は、ドライバ回路２２を介してＡＦ機構３６を駆動し、所定時間ごと又は携帯電子機器のレリーズボタンが操作されたときに、ＡＦ動作を実行する。このＡＦ動作では、撮像光学系７を基準位置から移動しながら、各位置で撮像素子５からの撮像信号に基づいて、測距エリア内で隣接する画素間のコントラストを求める。得られた各コントラストを積分してＡＦ評価値を算出し、その最大値となるレンズ位置を合焦位置とする。撮像光学系７の基準位置の検出には、ホール素子や反射型のフォトセンサ等を用いることができる。

保持部材１１は、ほぼ板状をした本体２５と、この本体２５から垂直に起立した一対の支柱２６、２７を有する。この本体２５は、光軸ＯＰと直交した面内で第１回路基板１３を保持し、一対の支柱２６、２７は光軸ＯＰに平行に第２回路基板１４を保持する。本体２５は、下面に凹部２５ａが形成されており、本体２５の下面に第１回路基板１３をビス等で固定したときに、凹部２５ａ内に撮像素子５と信号処理回路１７とが収納される。また、本体２５の中央には、撮像素子５に対面するように露光開口２５ｂが形成されている。この露光開口２５ｂの周囲には、肩２５ｃが形成され、これにカバーガラス２６が嵌め込まれ、接着剤で固定されている。カバーガラス２６としては、赤外線を遮断するＩＲカットフィルタが用いられる。

保持部材１１の本体２５には、フレキシブル回路基板が入り込むための切欠き２８ａ〜２８ｃが形成されている。また、本体２５の上面には、位置決め突起２９ａ、２９ｂが形成されている。本体２５の側面には、２個の係止爪３０ａが形成されており、フロントカバー４がモジュール本体３に被せられたときに、穴４ｂに着脱自在に係合する。なお、フロントカバー４の２辺を係止するために、反対側にも２個の係止爪が形成されている。

一対の支柱２６、２７には、第２回路基板１４の両側が入り込むための肩部２６ａ、２７ａが形成されている。この第２回路基板１４が肩部２６ａ、２７ａからはずれないように、背後から押え板３２、３３で押えられる。各押え板３２、３３は、接着剤又はビスなどで、支柱２６、２７にそれぞれ固定される。なお、押さえ板は、支柱２６、２７に架け渡される１枚の横長な板でもよい。また、接着剤を用いて、第２回路基板１４を一対の支柱２６、２７に固定してもよい。

図２及び図４において、レンズユニット８は、手振れ補正機構３５と、ＡＦ機構３６と、ベースフレーム４０と、レンズ部４１と、遮光カバー４２と、配線基板４３とを備えている。レンズユニット８は、撮像ユニット６の上に取り付けられる。この取付けでは、撮像ユニット６の保持部材１１に、レンズユニット８のベースフレーム４０が重ねられ、ビスなどで固定される。このベースフレーム４０の中央には、図３に示すように、露光用の開口４０ａが形成され、また２辺に切欠き４０ｂ、４０ｃが形成されている。

レンズ部４１は、円筒形のレンズ鏡筒４４内に、複数のレンズを有する撮像光学系７が取り付けられている。なお、撮像光学系７のレンズ枚数は、画質に応じて適宜決められるものであり、１枚のレンズの場合もある。この撮影光学系７は、被写体の像を撮像素子５の受光面に結像する。

手振れ補正機構３５は、ベースフレーム４０上でＸ方向に移動可能なＸ方向移動フレーム４５と、このＸ方向移動フレーム４５上でＹ方向に移動可能なＹ方向移動フレーム（レンズボード）４６とを有する。これらのＸ方向移動フレーム４５、Ｙ方向移動フレーム４６には、レンズ部４１を通った被写体光を通過させるための開口４５ａ、４６ａが形成されている。

Ｘ方向移動フレーム４５には、対向する２辺に軸受け４５ｂ、４５ｃが形成されている。軸受け４５ｂには、Ｘ方向に伸びたガイド軸４７が嵌合し、軸受け４５ｃには駆動軸４８が嵌合しており、これらのガイド軸４７及び駆動軸４８は、Ｘ方向移動フレーム４５をＸ方向に移動可能に支持する。ガイド軸４７は、ベースフレーム４０上に固定したブラケット４９に片持ち式に保持されている。また、駆動軸４８は、ベースフレーム４０上に配置したピエゾアクチュエータ５０に固定されている。

軸受け４５ｂは、ガイド軸４７が挿入される円形の穴が形成された普通のタイプである。他方、軸受け４５ｃは、例えば駆動軸４８を支持するＶ字型の溝と、駆動軸４８との間で適宜な摩擦が得られるように、駆動軸４８をＶ字型の溝に押し付けるバネ板とで構成されている。また、ピエゾアクチュエータ５０は、駆動軸４８を軸方向に伸縮させるためのものであり、ピエゾ素子の後端に慣性が大きい錘が固定されている。

ピエゾアクチュエータ５０は、駆動軸４８の伸張時と収縮時とで速度が異なるように、鋸刃状の駆動信号で駆動される。例えば、Ｘ方向移動フレーム４５の前進（図３で右方向への移動）時には、ピエゾアクチュエータ５０がゆっくりと伸張して、駆動軸４８を前進させるので、駆動軸４８と摩擦結合された軸受け４５ｃは、駆動軸４８とともに前進する。収縮時には、ピエゾアクチュエータ５０が急激に収縮するので、慣性によりＸ方向移動フレーム４５を残して、駆動軸４８だけが戻る。このようにして、駆動軸４８を伸縮させて、Ｘ方向移動フレーム４５を小刻みに前進させる。このＸ方向移動フレーム４５の現在位置は、ホール素子などの位置センサ（図示せず）で検出される。なお、Ｘ方向移動フレーム４５の後退時には、波形が逆の駆動信号が用いられる。また、ピエゾアクチュエータ５０の代わりに、ボイスコイルモータ、ステッピングモータ等をアクチュエータとして用いて、Ｘ方向移動フレーム４５を移動させてもよい。

Ｙ方向移動フレーム４６にも、対向する２辺に軸受け４６ｂ、４６ｃが形成されている。軸受け４６ｂには、Ｙ方向に伸びたガイド軸５３が嵌合し、軸受け４６ｃには駆動軸５４が嵌合しており、これらのガイド軸５３及び駆動軸５４は、Ｙ方向移動フレーム４６をＹ方向に移動可能に支持する。ガイド軸５３は、Ｘ方向移動フレーム４５上に固定したブラケット５５に保持されている。また、駆動軸５４は、Ｘ方向移動フレーム４５上に配置したピエゾアクチュエータ５６に固定されている。軸受け４６ｃとピエゾアクチュエータ５６とは、Ｘ方向用の軸受け４５ｃとピエゾアクチュエータ５０と同じであるため、その詳細な説明は省略する。

ＡＦ機構３６は、レンズ鏡筒４４に形成した軸受け４４ａ、４４ｂと、ガイド軸５８と駆動軸５９とを備える。軸受け４４ａは、Ｖ字形の溝と、駆動軸５９を溝に押圧するバネ板６０を有する。ガイド軸５８は、Ｙ方向移動フレーム４６上に固定されている。駆動軸５９の一端は、Ｙ方向移動フレーム４６上に固定されたピエゾアクチュエータ６１に取り付けられている。このピエゾアクチュエータ６１の駆動により、レンズ鏡筒４４は小刻みに前進又は後退する。

箱形をした遮光カバー４２は、レンズ部４１、手振れ補正機構３５、ＡＦ機構３６を光密に覆った状態で、ベースフレーム４０に取り付けられている。この遮光カバー４２には、撮像光学系７の上に露光開口４２ａが形成されている。この露光開口４２ａを開閉するように、シャッタユニット６４が遮光カバー４２の内側に取り付けられている。シャッタユニット６４は、露光開口４２ａを開閉するシャッタ羽根６５と、シャッタ羽根６５を開閉動作させるシャッタアクチュエータ６６を備えている。

図３及び図５に示すように、配線基板４３は、手振れ補正機構３５、ＡＦ機構３６をフレキシブル回路基板セット１０に接続するためのものであり、フレキシブル回路基板が用いられている。この配線基板４３は、ベースフレーム４０の周辺に配置される枠部７０と、下方に垂直に折り曲げられた一対の折り曲げ部７１、７２と、上方に垂直に折り曲げられたテストパッド部７３とで構成されている。枠部７０には、ピエゾアクチュエータ５０、５６、６１や、Ｘ方向移動フレーム４５の現在位置を検出するＸ方向位置センサ及びＹ方向移動フレーム４６の現在位置を検出するＹ方向位置センサ、レンズ鏡筒４４の基準位置を検出する位置センサ等が接続されている。

折り曲げ部７１は、ベースフレーム４０の切欠き４０ｂと、保持部材１１の切欠き２８ｃを通って、第１回路基板１３へ延びている。この折り曲げ部７１の先端には、複数の端子７１ａが形成されており、第１回路基板１３の接点群１８にハンダ７４で接続されている。同様に、折り曲げ部７２も切欠き４０ｃと２８ｂを通り、その先端に形成した端子（図示せず）が接点群１９にハンダで接続されている。この折り曲げ部７１、７２により、配線基板４３が第１回路基板１３に接続される。

テストパッド部７３は、カメラモジュール２の組み立て時において、ＡＦ機構３６と手振れ補正機構３５の動作検査を行うために用いられる。テストパッド部７３には、複数のテストパッド７３ａが形成されており、折り曲げ部７１、７２を第１回路基板１３にハンダ付する前に、検査器具のテスト用プローブが取り付けられる。

テストパッド部７３は、第１回路基板１３に重なるように配置されるから、テストパッド部７３がモジュール本体３の横方向に突出するように、第１回路基板１３の延長線上に配置する場合に比べて、カメラモジュール２がコンパクトになる。

次に、撮像ユニット６の組立について簡単に説明する。第１回路基板１３の上に保持部材１１の本体２５を重ね、露光開口２５ｂの中心と撮像素子５の中心とを一致させてから、ビスにより両者を固定する。第２回路基板１４は、保持部材１１の本体２５の切欠き２８ａに少し入り込むように湾曲させてから、支柱２６、２７の肩部２６ａ、２７ｂに嵌め込む。この第２回路基板１４が肩部２６ａ、２７ｂから抜け出ないように、押え板３２、３３を支柱２６、２７に接着剤又はビスなどで固定する。これにより、第１回路基板１３は本体２５に保持され、また第２回路基板１４は、第１回路基板１３と垂直で、かつ光軸ＯＰと平行な状態で、支柱２６、２７に保持される。

第２回路基板１４は、光軸ＯＰと平行な状態で支柱２６、２７に保持されるので、角度センサ２０が適切な位置に固定され、それにより安定した状態に維持される。例えば、角度センサ２０が３軸ジャイロセンサの場合には、その１つの軸が光軸ＯＰと平行になり、残りの２軸はＸ方向とＹ方向に平行となるから、カメラモジュール２のＸ方向とＹ方向の手振れを正確に検出することが可能となる。

また、第２回路基板１４は、光軸ＯＰに平行に配置するから、光軸ＯＰと垂直な面内における省スペース化を図ることができ、カメラモジュール２のサイズが大きくなることがない。さらに、支柱２６、２７で第２回路基板１４の両側を保持しているから、第２回路基板１４に実装された各素子の厚みに伴ってカメラモジュール２のサイズが大きくなることもない。また、第２回路基板１４は２辺のみが保持されているため、ドライバ回路２２等の各素子から発熱しても効率よく放熱することが可能である。第１回路基板１３上の信号処理回路１７と、第２回路基板１４上のドライバ回路２２が離れているため、ドライバ回路２２から発生する電磁波が、信号処理回路１７にノイズとして影響を与えることを抑制することが可能となる。

別工程で組み立てたレンズユニット８を撮像ユニット６の上に取り付けて、モジュール本体３を作製する。この際に、保持部材１１の位置決め突起２９ａ、２９ｂに、ベースフレーム４０の２辺が当たるように位置調節して、レンズユニット８及び撮像ユニット６の光軸合わせをする。この位置合せ後に、ベースフレーム４０を保持部材１１に、ビス等で固定する。モジュール本体３の組立後は、第２回路基板１４は、遮光カバー４２の側面に対面する。これにより、角度センサ２０、制御回路２１、ドライバ回路２２等は、第２回路基板１４と遮光カバー４２との隙間に配置される。

次に、配線基板４３のテストパッド部７３にテスト用プローブを取り付け、このテスト用プローブを介して検査器具に接続する。この検査器具を操作して、手振れ補正機構３５とＡＦ機構３６とを作動させ、正常に動作するかどうかを確認する。手振れ補正機構３５とＡＦ機構３６の検査後に、テストパッド部７３からテスト用プローブを取り外す。配線基板４３の折り曲げ部７１、７２を第１回路基板１３にそれぞれハンダ付して、配線基板４３をフレキシブル回路基板セット１０に接続する。最後、フロントカバー４をモジュール本体３に被せて、フロントカバー４の穴４ｂを保持部材１１の係止爪３０ａに係止する。このフロントカバー４は、第２回路基板１４を覆っているから、ドライバ回路２２が携帯電子機器内の電子回路に、電磁気的な影響を及ぼすのを抑制することができる。

カメラモジュール２は、携帯電子機器に取り付けられ、写真撮影に利用される。写真撮影モードでは、制御回路２１は、ドライバ回路２２を介してシャッタアクチュエータ６６を駆動して、シャッタ羽根６５を作動させ、被写体輝度に応じたサイズに露光開口４２ａを開く。撮像素子５は、レンズ部４１を通った撮影光を光電変換して、撮像信号を出力する。この撮像信号は、信号処理回路１７で簡単に信号処理されてから、接続ターミナル１５を介して携帯電子機器に送られ、そのディスプレイにスルー画を表示する。

携帯電子機器のレリーズボタンが操作されると、制御回路２１は、ドライバ回路２２を介して、駆動信号をＡＦ機構３６に送る。ＡＦ機構３６のピエゾアクチュエータ６１は、駆動信号により駆動軸５９を伸縮させ、レンズ鏡筒４４を基準位置から移動させる。この移動中に、制御回路２１は撮像素子５からの撮像信号に基づいてＡＦ評価値を算出する。このＡＦ評価値が最大となるレンズ位置へレンズ鏡筒４４を移動して焦点調節を行う。この焦点調節は、スルー画の表示中も、所定時間ごとに行われる。

焦点調節後に、撮像素子５は光電変換を開始する。そして、信号処理回路１７で算出した露光時間が経過すると、シャッタアクチュエータ６６はシャッタ羽根６５を閉じて露光開口４２ａを閉鎖する。露光開口４２ａの閉鎖後に、撮像素子５から撮像信号が読み出される。この撮像信号は、信号処理回路１７で信号処理されてから、携帯電子機器内のメモリに静止画として保存される。静止画の撮像後は、シャッタ羽根６５が再び開いて、スルー画の撮影を開始する。

静止画の撮影中に、手振れが発生すると、角度センサ２０から変位信号が出力され、制御回路２１に送られる。この制御回路２１は、手振れを補正するために移動すべき目標位置をＸ及びＹ方向でそれぞれ算出する。この目標位置信号と、位置センサで測定したＸ方向移動フレーム４５及びＹ方向移動フレーム４６の現在位置信号とをフィードバック制御することで、Ｘ及びＹ方向の手振れ補正信号が算出される。この手振れ補正信号は、ドライバ回路２２で駆動信号に変換されてから、手振れ補正機構３５に送られる。手振れ補正機構３５では、Ｘ及びＹ方向の駆動信号によって、ピエゾアクチュエータ５０、５６が駆動される。これにより、Ｘ方向移動フレーム４５及びＹ方向移動フレーム４６が光軸ＯＰと直交する面内で移動する。レンズ鏡筒４４は手振れと逆方向に移動して手振れ補正をする。

図６は、保持部材１１の別の実施形態を示す。この保持部材１１は、支柱２６、２７の上端が横板８０で連結され、第２回路基板１４の上部を保持する。この２本の支柱２６、２７と、横板８０とにより、第２回路基板１４は、光軸ＯＰと平行な２辺と、光軸ＯＰと直交する１辺とで保持される。これにより、第２回路基板１４は、２本の支柱２６、２７で保持するよりも、安定して保持されるから、更に精度良く手振れ補正を行うことができる。なお、横板８０は、支柱２６、２７上の任意の位置、例えば下端でも良い。

また、図７に示すように、横板８０の他に、支柱２６、２７上の任意の位置、例えば下方に横板８１を設けて、光軸ＯＰと平行な２辺と、光軸ＯＰと直交する２辺を保持してもよい。こうすると、更にいっそう第２回路基板１４が安定する。

なお、レンズ鏡筒４４をボイスコイルモータでＡＦ制御する場合には、例えば、レンズ鏡筒４４をバネ部材などで光軸方向及び光軸と直交する方向に移動自在に支持する。そして、ＡＦ用のコイル及びマグネットと、手振れ補正用のコイル及びマグネットを配置し、ＡＦ用コイル及び手振れ補正用コイルに電流を供給することにより、それぞれＡＦ用マグネット及び手振れ補正用マグネットとの間で発生した電磁力を推進力として、レンズ鏡筒４４を光軸方向及び光軸と直交する方向に移動させることができる。

また、上記実施形態では、テストパッドと第２回路基板とが隣り合う位置に配置されているが、対面する位置に配置しても良い。また、一対の支柱には、第２回路基板の両側が入り込むための肩部が形成されているが、この肩部の代わりに第２回路基板の両側が挿入される溝を形成してもよい。こうすると、第２回路基板の背面を押さえる押さえ板が不要となる。

２カメラモジュール
５撮像素子
６撮像ユニット
７撮像光学系
８レンズユニット
１０フレキシブル回路基板セット
１１保持部材
１２フレキシブル回路基板
１３第１回路基板
１４第２回路基板
２５本体
２６、２７支柱
２０角度センサ
３５手振れ補正機構
３６ＡＦ機構
４３配線基板
５０、５６、６１ピエゾアクチュエータ
７３テストパッド部
８０、８１横板

Claims

撮像光学系を有するレンズ部と、
前記撮像光学系の光軸と直交する面内で二次元方向に前記レンズ部を移動して手振れ補正を行う手振れ補正機構と、
前記撮像光学系で結像された画像を光電変換する撮像素子を有し、前記手振れ補正機構に電気的に接続された第１回路基板と、
手振れを検出する角度センサを有し、前記第１回路基板に接続された第２回路基板と、
前記光軸と直交した状態で前記第１回路基板を保持するとともに、前記第２回路基板を前記レンズ部の周囲で前記光軸と平行に保持するための保持部材と、
を備え、
前記保持部材は、前記第１回路基板を保持する本体と、前記光軸と平行に延びて前記第２回路基板の両側を保持する２本の支柱とを有し、
前記２本の支柱の上端に、前記第２回路基板の上部を保持する第１の横板が架け渡されているカメラモジュール。
前記２本の支柱の途中に、前記第２回路基板の途中を保持する第２の横板が架け渡されている請求項１に記載のカメラモジュール。
撮像光学系を有するレンズ部と、
前記撮像光学系の光軸と直交する面内で二次元方向に前記レンズ部を移動して手振れ補正を行う手振れ補正機構と、
前記撮像光学系で結像された画像を光電変換する撮像素子を有し、前記手振れ補正機構に電気的に接続された第１回路基板と、
手振れを検出する角度センサを有し、前記第１回路基板に接続された第２回路基板と、
前記光軸と直交した状態で前記第１回路基板を保持するとともに、前記第２回路基板を前記レンズ部の周囲で前記光軸と平行に保持するための保持部材と、
前記第１回路基板と平行に配置され、折り曲げ部が前記第１回路基板と接続されることにより、前記手振れ補正機構と前記第１回路基板との電気的接続を仲介する配線基板と、
を備え、
前記第１回路基板は、フレキシブル回路基板の途中に取り付けられ、前記第２回路基板は前記フレキシブル回路基板の先端側に取り付けられ、全体としてフレキシブル回路基板セットを構成し、
前記保持部材は、前記第１回路基板を保持する本体と、前記光軸と平行に延びた２本の支柱とを有し、前記２本の支柱により前記第２回路基板の両側が保持され、
前記配線基板には、検査装置に接続され、前記手振れ補正機構の動作テストに使用されるテストパッド部が形成されているカメラモジュール。
前記２本の支柱の上端に、前記第２回路基板の上部を保持する第１の横板が架け渡されている請求項３に記載のカメラモジュール。
前記２本の支柱の途中に、前記第２回路基板の途中を保持する第２の横板が架け渡されている請求項４に記載のカメラモジュール。
前記レンズ部、前記手振れ補正機構、及び前記配線基板はレンズユニットを構成し、前記保持部材及び前記フレキシブル回路基板セットは撮像ユニットを構成しており、前記撮像ユニット上に前記レンズユニットが固定されている請求項３から５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
前記撮像光学系に対面する部分に第１開口が形成された箱形の遮光カバーを備え、この遮光カバーの周囲に前記第２回路基板及び前記テストパッド部が配置されるように、前記遮光カバーが前記レンズユニット及び前記撮像ユニットの少なくとも一部を覆っている請求項６に記載のカメラモジュール。
前記撮像光学系に被写体光を通すための開口を有し、前記遮光カバー、前記第２回路基板、及び前記テストパッド部を覆うカバーを備えている請求項７に記載のカメラモジュール。
前記角度センサは、互いに直交する３つの方向の回転軸を有し、その１つの回転軸が前記光軸と平行に配置された３軸ジャイロセンサであり、前記光軸と直交する２方向の移動を検出する請求項８に記載のカメラモジュール。