JP6158043B2 - カメラモジュールおよび電子機器並びに撮像レンズの位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等の電子機器に搭載されるオートフォーカス機能を備えたカメラモジュールおよび該カメラモジュールを搭載した電子機器並びに該カメラモジュールにおける撮像レンズの位置決め方法に関する。

近年の携帯電話では、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。これらの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、薄型化や小型化及び軽量化に対する要求が大きい。

また、レンズ駆動装置によってオートフォーカス（ＡＦ；autofocus）機能を発揮するタイプのカメラモジュール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。レンズ駆動装置には、駆動手段として、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、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ；Voice Coil Motor）を利用するタイプ等、様々なタイプが存在し、既に市場に流通している。

また、レンズ駆動装置の駆動手段としては、上記のようなタイプの駆動手段が提案されている一方で、撮像レンズを含む可動部を支持する支持構造としても、バネを用いて支持するバネ支持構造のほか、シャフトによりガイドするシャフトガイド構造、ボールによりガイドするボールガイド構造など、様々な支持構造が提案されている。バネ支持構造は、ＡＦのための繰り出し量に応じてバネの反力が大きくなるため、消費電力が大きくなるのに対して、シャフトガイド構造やボールガイド構造ではこのようなバネの反力を作用させないことが可能なため、近年は採用例が増加しつつある。

ボールガイド構造を有するレンズ駆動装置の一例として、特許文献１に記載のものが提案されている。すなわち、特許文献１に記載のカメラモジュールは、撮像レンズが内蔵されたレンズバレルがガイドボールによって光軸方向に可動に案内される構造を示しており、駆動手段としてはＶＣＭと同様、マグネットとコイルの間の電磁力を用いている。

一方、ＡＦ機能を有するカメラモジュールにおいては、限られた可動範囲の中で、無限遠側の合焦位置とマクロ側の合焦位置に確実に撮像レンズを移動させることが可能なように、撮像レンズの初期取付位置が重要になる。

通常はレンズバレルとレンズホルダとの間にねじ構造を設け、ねじにより初期取付位置が調整される。

しかしながら、特許文献２のように、このようなねじ構造を用いないで撮像レンズの初期取付位置を決定する別の取り付け位置決め方法も提案されている。特許文献２には、レンズバレルをセンサカバー等につき当てた状態で位置決めすることで、フォーカス調整なしに取付位置誤差を最小限にする構造ならびに製造方法が示されている。

特開２０１１−１９７６２６号公報（２０１１年１０月６日公開） 特開２０１０−１３４４０９号公報（２０１０年６月１７日公開）

しかしながら、特許文献１には、撮像素子に対するレンズバレルの取り付け位置について詳細な説明がなされておらず、実施例として説明されている図は、レンズバレルが、光軸方向において中空に浮いたような構造となっている。このような構造の場合、レンズバレルのような、撮像レンズを含む可動部が、下方に下がって無限遠側の合焦位置を確実に見つけるために、マージンをみた可動範囲設定が必要で、いわゆるオーバーインフマージンを大きく取る必要がある。同様に、マクロ側の可動範囲、すなわちオーバーマクロマージンも大きく取る必要があり、トータルとして大きな可動範囲が必要になり、ひいてはカメラモジュールの高背化につながる。

さらには、特許文献１では、コイルに電流を流さない状態において、レンズバレルと、センサカバーの役割を兼ねるハウジングとがどのようにつき当てされるかが説明されていない。特許文献１の代表図（図４）に記載の構造からすれば、レンズバレルとハウジングとの接触面は、レンズバレルの底面側全面と考えられる。そして、このような接触面とボールガイド面との垂直度が悪い場合、接触面が確実に接触するように圧力をかけるとボールガイド面が傾き、ボールがガイド面から離れてしまい、ボールの取り付け位置がずれる可能性がある。つまり、レンズバレルの位置決め精度が悪化する虞がある。

また、特許文献２では、レンズホルダとレンズバレルとが別々に存在して、レンズホルダに対してレンズバレルの取り付け位置を設定するための構造等が示されているだけであって、レンズバレルがレンズホルダの役割を兼ねる場合のレンズバレルの位置決め精度を向上させるための構造は、示されていない。

そして、レンズバレルを含む光学系の位置決め精度が充分でなければ、光学系の可動範囲が大きくなり、カメラモジュールが大型化する虞がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮像レンズが高精度に位置決めされたカメラモジュールおよび電子機器並びに該カメラモジュールにおける撮像レンズの位置決め方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールは、撮像レンズを有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、撮像素子を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部と、上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材と、上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部とを備え、上記可動部が無限遠端に位置するときに、上記可動部と上記固定部とが、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接し、上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線は、概ね上記光軸方向に延びる。

また、本発明の一態様に係る電子機器は、本発明の一態様に係るカメラモジュールを備えている。

また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る撮像レンズの位置決め方法は、撮像レンズを有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、撮像素子を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部と、上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材と、上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部とを備えたカメラモジュールにおける、上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定する撮像レンズの位置決め方法であって、上記可動部と上記固定部とを、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接させ、上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線を、概ね上記光軸方向に延ばすことによって、上記可動部が無限遠端に位置するときの上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定する。

本発明の一態様によれば、撮像レンズを有する可動部が、ガイド部材により上記光軸方向にガイドされるカメラモジュールにおいて、撮像レンズが高精度に位置決めされたカメラモジュールおよび電子機器並びに該カメラモジュールにおける撮像レンズの位置決め方法を提供することができるという効果を奏する。また、これにより、薄型化を実現したカメラモジュール並びに該カメラモジュールを搭載した電子機器を薄型化することができるという効果を併せて奏する。

実施形態１に係るカメラモジュールの外観を示す斜視図である。 図１に示されるカメラモジュールの構成を示す断面図であり、（ｂ）は図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を、（ａ）は（ｂ）におけるＢ―Ｂ線矢視断面を、（ｃ）は（ａ）における要部Ｖを、（ｄ）は（ｂ）における要部Ｗを示す。 実施形態２に係るカメラモジュールの構成を示す断面図であり、図２（ｂ）に対応しており図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を示す。 実施形態３に係るカメラモジュールの構成を示す断面図であり、（ｂ）は図２（ｂ）に対応しており図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を、（ａ）は（ｂ）におけるＢ―Ｂ線矢視断面を、（ｃ）は（ｂ）における要部Ｗａを示す。

〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１、図２に基づいて説明すれば以下のとおりである。

＜カメラモジュール１の構成＞
（概要構成）
図１は、本実施形態に係るカメラモジュール１の外観を示す斜視図である。なお、図１に記載されたＸＹＺ軸は、図１以外に記載されたＸＹＺ軸と対応している。

図１に示されるように、カメラモジュール１は、光学部２と、レンズ駆動装置（駆動部）５と、撮像部６と、モジュールカバー１９とを備え、略直方体形状である。

ここで、モジュールカバー１９は、矩形の撮像部６の上（Ｚ軸の正方向）側に被せられた箱状のカバーである。また、光学部２とレンズ駆動装置５とは、モジュールカバー１９の内部に収容されている。

また、モジュールカバー１９には、光学部２を外部へ露出させるための開口部２０が設けられている。

図２は、図１に示されるカメラモジュール１の構成を示す断面図であり、（ｂ）は図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を示し、（ａ）は（ｂ）におけるＢ―Ｂ線矢視断面を、（ｃ）は（ａ）における要部Ｖを、（ｄ）は（ｂ）における要部Ｗを示す。

図２（ｂ）に示されるように、カメラモジュール１は、ベース１１と、球形状かつ剛体の複数のガイドボール３（ガイド部材）とをさらに備える。ベース１１は、モジュールカバー１９に固定されている。

（光学部およびその周辺構成）
光学部２は、撮像レンズ２１と、レンズバレル２２とを備える。ここで、撮像レンズ２１は、レンズバレル２２の内部に収納されている。

上述のレンズ駆動装置５は、光学部２の周囲に設けられており、光学部２を移動（駆動）させるためのものであり、マグネット５１と、コイル５２と、サーボ制御手段５５とを備える。

ここで、マグネット５１は、レンズバレル２２に固定されている。また、コイル５２と、サーボ制御手段５５とは、ベース１１に埋め込まれている。そして、マグネット５１と、コイル５２と、ガイドボール３とは、レンズバレル２２の同一端面（端面２５）側に設けられている。

なお、該端面側のベース１１に磁性体を固定してもよい。この構成によれば、この磁性体とマグネット５１との間に吸引力が働き、押圧力が、この磁性体とマグネット５１との間に挟まれたガイドボール３に作用し、ガイドボール３の位置が安定する。

上述の撮像部６は、撮像素子６１と、基板６２と、センサカバー１２と、ガラス基板（光透過性基板）６４とを備える。

ここで、撮像素子６１は、光学部２を経由した光の光電変換を行う。

撮像素子６１は、基板６２上（Ｚ軸の正方向側）に搭載されている。基板６２とセンサカバー１２とは、接着剤６３によって互いに接着されている。

また、センサカバー１２は、突起４（突起部）と、突起１３（当接部）とを有し、モジュールカバー１９に固定されている。また、センサカバー１２には、上（Ｚ軸の正方向）側中央部に開口部６０が設けられている。

また、ガラス基板６４は、開口部６０に配置されており、赤外線（ＩＲ；Infrared Rays）カット機能を備える。

また、基板６２と、撮像素子６１と、センサカバー１２と、ガラス基板６４とが順に光軸方向（Ｚ軸が延びる方向）に積層されている。

（ガイドボール）
図２（ａ）に示されるように、ガイドボール３は、Ｙ軸が延びる方向に２列並んでいるとともに、図２（ｂ）に示されるように、Ｚ軸が延びる方向に２列並んでいる。つまり、ガイドボール３の総数は４個である。

また、ガイドボール３の材質は、例えばセラミックである。なお、ガイドボール３の材質は、セラミックに限定されるわけではないが、マグネット５１やコイル５２に起因する磁界の影響を受け難い非磁性材料であることが望ましい。

ガイドボール３は、オートフォーカス（ＡＦ；autofocus）可動部である光学部２に摺接して、光学部２を、その無限遠側に設けられた固定部である撮像部６に対し、無限遠端からマクロ端まで光軸方向にガイドする。

ここで、撮像レンズ２１の焦点が無限遠にある被写体に対して合焦するときの光学部２の位置（以下、無限遠合焦位置）と、該焦点が所望のマクロ距離（たとえば１０ｃｍ）にある被写体に対して合焦するときの光学部２の位置（以下、マクロ合焦位置）とは、無限遠端とマクロ端との間（両端部の内側）に含まれる。

つまり、無限遠端とは、光学部２のメカニカルな可動範囲の限界である光軸方向の端部のうち、無限遠合焦位置に近い方の端部を意味する。また、マクロ端とは、上記端部のうち、マクロ合焦位置に近い方の端部を意味する。

なお、オーバーインフマージンとは、無限遠端と無限遠合焦位置との差である。また、オーバーマクロマージンとは、マクロ端とマクロ合焦位置との差である。

なお、光学部２（撮像レンズ２１、レンズバレル２２）およびマグネット５１を含む構成（ＡＦ可動部）は、一体となって動く。

（突起）
突起４は、光学部２が無限遠端に位置するときにレンズバレル２２に当接し、センサカバー１２のレンズバレル２２に面した端面のうち、端面２５の近傍、具体的には、上記レンズバレル２２に面した端面における、端面２５に沿った縁部の一箇所のみに設けられている。

ここで、端面２５は、ガイドボール３と光学部２である光学部２との摺接面であり、ガイドボール３によるガイド面である。

光学部２は、ガイドボール３によって、光軸方向に摺動（スライド移動）される。

したがって、言い換えれば、突起４は、センサカバー１２におけるレンズバレル２２との対向端面（対向面）における、ガイドボール３と光学部２との摺接面を含む平面（仮想ガイド平面）に沿った縁部の一部に一箇所のみ設けられている。

また、突起１３は、撮像素子６１に当接し、センサカバー１２の撮像素子６１に面した端面の複数箇所に設けられている。

＜カメラモジュール１の動作＞
カメラモジュール１は、撮像レンズ２１を有する光学部２の光軸方向への移動によってＡＦ機能を発揮する。なお、カメラモジュール１の機能は、ＡＦ機能に限定されるわけではなく、手振れ補正機能などであってもよい。

（光学部２の移動）
光学部２は、レンズ駆動装置５に駆動されて移動する。具体的には、サーボ制御手段５５によって制御された電流がコイル５２に流れ、コイル５２とマグネット５１との間の電磁作用によってマグネット５１に力が作用し、マグネット５１を固定されたレンズバレル２２が移動することにより、光学部２が移動する。

なお、変位検出素子としてのホール素子が、例えば、コイル５２の中央部に設けられる。そして、サーボ制御手段５５は、このホール素子が出力する光学部の変位を示す変位信号に基づいて光学部２の移動を制御する。

また、電流を供給するドライバーなどが、例えば、サーボ制御手段５５と一体となって設けられる。さらに、上述のホール素子もサーボ制御手段５５と一体化されてひとつのパッケージ内に収められていてもよい。

また、サーボ制御手段５５は、クローズドループ制御により光学部２の移動を制御する。ここで、クローズドループ制御とは、目標位置と、変位検出などにより検出される現在位置とを比較し、各位置の差（誤差）を示す誤差信号をフィードバックして誤差をなくすように駆動制御する方式である。

（移動の誘導）
ガイドボール３と、レンズバレル２２との接触点は、レンズバレル２２の端面２５にガイドボール３の個数に対応して４個存在する。図２（ｂ）・（ｄ）に示されるように、カメラモジュール１の要部Ｗでは、基準平面Ｐが、この４個のガイドボール３とレンズバレル２２との接触点を含んでいる。なお、図２（ｄ）では、カメラモジュール１の構成を明瞭にするため、マグネット５１、コイル５２、およびサーボ制御手段５５を図示していない。

また、４個のガイドボール３とレンズバレル２２の端面２５との接触点は、ＡＦ可動部の光軸方向への移動に伴って変位する。基準平面Ｐは、光学部２が光軸方向に移動する際のレンズバレル２２におけるガイドボール３との接触面（つまり、摺接面）を含む平面であり、ＡＦ可動部の移動を誘導（ガイド）するための仮想的な平面（仮想ガイド平面）である。

ここで、光学部２の移動にともなってガイドボール３も回転して移動するため、基準平面Ｐは端面２５に沿って移動する。

また、ガイドボール３がカメラモジュール１に固定された部品であるベース１１に沿って転がるので、レンズバレル２２は、基準平面Ｐに沿って案内される。

なお、光軸と垂直な方向（Ｙ軸が延びる方向）への光学部２の移動を規制するものがなければ、光学部２は、光軸方向（Ｚ軸が延びる方向）へも、光軸と垂直な方向（Ｙ軸が延びる方向）へも移動可能となる。

しかしながら、撮像レンズ２１の焦点と、カメラモジュール１が撮像する対象との間隔を調整するためには、光軸方向へのみ移動可能となることが望ましい。

このため、図２（ｃ）に示されるように、端面２５に、ガイドボール３を誘導する光軸方向に延びる溝７が設けられる一方、端面２５に対向したベース１１の端面に、ガイドボール３を誘導する光軸方向に延びる溝８が設けられる。これにより、ガイドボール３は、この溝７・８に沿って転がる。なお、図２（ｃ）では、カメラモジュール１の構成を明瞭にするため、マグネット５１、コイル５２、およびサーボ制御手段５５を図示していない。

このようにガイドボール３は、溝７・８に沿って転がるため、溝７・８の方向により光学部２の移動方向が決められる。

なお、光学部２は、他の面に支持されるなどして光軸と垂直な方向には移動しない場合が多いので、この溝が必須というわけではない。

また、溝７・８としては、例えばＶ字状のＶ溝が挙げられるが、これに限定されるものではなく、例えば半円状あるいは凹状の溝であっても構わない。

以上により、光学部２の移動は、ガイドボール３によって光軸方向へ誘導される。

なお、ガイドボール３の個数は、４個に限定される訳ではなく、３個であってもよいし、５個以上であってもよい。基準平面Ｐを面として規定するためには、ガイドボール３が少なくとも３個存在し、かつ、レンズバレル２２と少なくとも１個のガイドボール３との１点の接触点が、レンズバレル２２と他の２個のガイドボール３との２点の接触点を含む直線から離れていればよい。

（撮像レンズの位置決め）
前述したように、ＡＦ機能を有するカメラモジュールにおいては、限られた可動範囲の中で、無限遠側の合焦位置とマクロ側の合焦位置とに確実に撮像レンズ２１を移動させることが可能なように、撮像レンズ２１の初期取付位置が重要になる。

カメラモジュール１では、図２（ｂ）のように、レンズバレル２２とセンサカバー１２とが互いに（一方が他方に）当接する位置が、撮像レンズ２１の無限遠端であり、すなわち、光学部２の無限遠端として規定される。

突起４は点状の基準面であり、高さ方向の位置決めの役割のみを担う。なお、レンズバレル２２の傾きに対しては、ガイドボール３がその役割を担う。前述したように突起４は１箇所のみに設けられ、光学部２の中心対称の反対側には突起は設けない。

なお、図示はしていないが、ガイドボール３がレンズバレル２２およびベース１１の壁面から離れないように、レンズバレル２２に押圧力を与えておくことが望ましい。レンズバレル２２に押圧力を与えるためには、例えば磁気的な吸引力、反発力を利用するとよい。

カメラモジュール１は、例えば初期状態のように、電流がコイル５２に流されておらず、重力がＺ軸の負方向（図２（ｂ）に示す下方向）へ作用している状態で、レンズバレル２２がセンサカバー１２の突起４に当接する。

このように、本実施形態では、光学部２が無限遠端（無限遠側のメカ端）に位置する状態で、光学部２の基準面となるレンズバレル２２の底面（センサカバー１２との対向面）がセンサカバー１２の突起４に当接するように光学部２が位置決めされることで、撮像レンズ２１の位置決めが行われる。

図２（ｂ）に示すように、レンズ駆動装置５が光学部２を無限遠端に駆動すると、レンズバレル２２の底面が、センサカバー１２の突起４に当接する。つまり、カメラモジュール１では、光学部２の基準面がレンズバレル２２の底面（センサカバー１２との対向端面）であり、光学部２の無限遠側に配された固定部（撮像部６）の基準面が、センサカバー１２の突起４の表面である。

ここで、レンズバレル２２とセンサカバー１２とが複数の位置で接触すると仮定すると、これらの接触は、想定外の位置で起こり得る。なぜならば、センサカバー１２に面したレンズバレル２２の端面や、レンズバレル２２に面したセンサカバー１２の端面は、必ずしも加工精度が高いわけではないからである。

突起を光学部２の中心対称の反対側や他の位置にも設け、複数の当接点により平面的に基準面を形成してしまうと、この面に沿ってレンズバレル２２が載置され、突起により決まる面と、ガイド面である端面２５（仮想ガイド平面、基準平面Ｐ）との垂直度が悪いと、レンズバレル２２とガイドボール３との接触が離れてしまう虞がある。このため、突起は複数箇所に設けない方がよい。

本実施形態では、センサカバー１２の底面（レンズバレル２２に対向する面とは逆側のセンサカバー１２の面）側に設けられた突起１３が撮像素子６１に当接し、センサカバー１２の上面側に設けられた突起４がレンズバレル２２に当接している。

このため、撮像素子６１に対するレンズバレル２２の位置精度は、センサカバー１２の突起４・１３の厚さ精度や平面度によって決まる。

このように、本実施形態では、多くの部材を介して撮像レンズ２１が位置決めされるわけではない。例えば、レンズバレル２２とベース１１とが当接するのではないため、ベース１１の厚さ公差は、該位置決めに関係ない。また、センサカバー１２が基板６２に当接するのではないため、撮像素子６１の厚さ公差も、該位置決めに関係ない。以上により、撮像レンズ２１の高精度な位置決めが可能となる。

なお、光学部２の基準面となるセンサカバー１２の上側の突起４は点状に近いため、突起４の平面度はそれほど重要ではない。

以上のように、突起４は、センサカバー１２の一箇所のみに設けられているので、レンズバレル２２とセンサカバー１２とが接触する位置は、突起４が設けられた一箇所に限定される。よって、光学部２は、突起４の高さ（つまり、撮像レンズ２１の光軸方向の長さ）を所望の値に設定することで、非常に高精度に、撮像レンズ２１を取り付けることが可能となる。それゆえ、無限遠側の合焦位置を探す必要はない。あるいは、無限遠側のストロークマージン（無限遠端から無限遠側の合焦位置までの繰り出し量）を最小限にすることができる。

また、無限遠端の基準は、レンズバレル２２の底面と、センサカバー１２の表面に設けられた突起４との接触としているので、焦点距離の誤差を解消するために無限遠端側に設ける余分なストロークを、最小限にすることができる。それゆえ、必要ストロークの縮小化を図ることができる。

以上により、光学部２の位置決め精度が向上するとともに、オーバーインフマージンおよびオーバーマクロマージンのようなストロークマージンを低減でき、より薄型のカメラモジュール１を実現することが可能となる。

なお、突起４の面積は、例えば１ｍｍ^２程度であることが望ましいが、光学部２の重量に応じ、光学部２の位置決め精度に悪影響を与えない範囲で設定してよい。

また、突起１３は、複数箇所で撮像素子６１に当接するため、突起１３の平面度は、例えば１０μｍ以下程度となることが望ましい。

また、突起４と、レンズバレル２２とが接触する時の光学部２の位置を、光学部２の初期位置としてもよい。

（レンズバレルとセンサカバーとの当接位置）
レンズバレル２２がセンサカバー１２の突起４に当接し、光学部２の移動が停止する場合、端面２５に加わる力（レンズ駆動装置５がレンズバレル２２に与える駆動力）による突起４を中心とした回転モーメントが端面２５に作用する。

ここで、突起４が端面２５から離れるほど、端面２５に加わる力による回転モーメントが大きくなるため、ガイドボール３とレンズバレル２２とが引き剥がされる虞が大きくなる。ガイドボール３とレンズバレル２２とが引き剥がされると、例えば、ガイドボール３が、所望の位置からずれたり、脱落したりする虞が生じる。

しかしながら、レンズ駆動装置５がレンズバレル２２に与える駆動力の作用点と、レンズバレル２２と突起４との当接箇所とを含む直線は、概ね撮像レンズ２１の光軸方向に延び、かつ、上述のように、突起４がセンサカバー１２のレンズバレル２２に面した端面のうち、端面２５に近い部位（縁部）に設けられているので、このような回転モーメントは最小になる。

なお、突起４と端面２５（仮想ガイド平面）との距離は、ゼロを理想として、なるべくゼロに近いことが好ましい。

また、ガイドボール３の摺動面には摩擦が生じ、レンズ駆動装置５による駆動力が突起４の位置に作用するとして、例えば図２（ａ）に示されるようにＺ軸の正方向側から見たときに、突起４とその両側のガイドボール３までの距離がアンバランスであると、摩擦による力（駆動力とは逆方向）によるモーメントもアンバランスになり、摩擦抵抗が増える。よって、レンズ駆動装置５による駆動力がレンズバレル２２に作用する位置を中心に、摩擦が均等になるように配置することが望ましい。

このため、撮像レンズ２１の位置決め精度が向上する。

＜本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、光学部２の位置決め精度が向上することで光学部２のストロークマージンを小さくできる。

ここで、ストロークマージンとは、上述のオーバーインフマージン（無限遠端と無限遠合焦位置との差）、オーバーマクロマージン（マクロ端とマクロ合焦位置との差）を意味する。

そして、メカ端位置と合焦位置との間隔を小さくできるので、カメラモジュール１を薄型化することができる。

＜その他の構成＞
レンズバレル２２を支持する支持部材は、光学部２の移動を光軸方向へ誘導可能であればよく、ガイドボール３のかわりに、例えば円柱形状の支持部材を利用してもよい。

＜電子機器＞
本実施形態に係るカメラモジュール１は、撮像レンズが高精度に位置決めされており、カメラ付き携帯電話などの通信機器をはじめとする各種電子機器に用いることができる。

本実施形態に係る電子機器としては、例えば、カメラ付き携帯電話、ディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラなどの撮像用機器等が挙げられる。

本実施形態によれば、撮像レンズが高精度に位置決めされており、これにより、従来よりも薄型化されたカメラモジュールが搭載された結果、従来よりも薄型化の電子機器を提供することができる。

〔実施形態２〕
本発明の第二実施形態について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態において説明した部材と同等の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール１ａの構成＞
図３は、本実施形態に係るカメラモジュール１ａの構成を示す断面図であり、図２（ｂ）に対応しており図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を示す。

図２（ｂ）に示されるように、カメラモジュール１では、突起４がセンサカバー１２に設けられていた。しかしながら、図３に示されるように、カメラモジュール１ａでは、突起４ａ（突起部）がレンズバレル２２ａに設けられている。

ここで、突起４ａは、光学部２が無限遠端に位置するときにセンサカバー１２ａに当接し、レンズバレル２２ａのセンサカバー１２ａに面した端面のうち、端面２５の近傍、具体的には、上記センサカバー１２ａに面した端面における、端面２５に沿った縁部の一箇所のみに設けられている。

＜カメラモジュール１ａの動作＞
（撮像レンズの位置決め）
レンズバレル２２ａとセンサカバー１２ａとが接触する位置は、突起４ａが設けられた一箇所に限定される。よって、光学部２は、突起４ａの高さ（つまり、撮像レンズ２１の光軸方向の長さ）を所望の値に設定することで、非常に高精度に、撮像レンズ２１を取り付けることが可能となる。それゆえ、無限遠側の合焦位置を探す必要はない。あるいは、無限遠側のストロークマージン（無限遠端から無限遠側の合焦位置までの繰り出し量）を最小限にすることができる。

また、無限遠端の基準は、センサカバー１２ａの底面と、レンズバレル２２ａの表面に設けられた突起４ａとの接触としているので、焦点距離の誤差を解消するために無限遠端側に設ける余分なストロークを、最小限にすることができる。それゆえ、必要ストロークの縮小化を図ることができる。

以上により、光学部２の位置決め精度が向上するとともに、オーバーインフマージンおよびオーバーマクロマージンのようなストロークマージンを低減でき、より薄型のカメラモジュール１ａを実現することが可能となる。

なお、突起４ａの面積は、例えば１ｍｍ^２程度であることが望ましいが、光学部２の重量に応じ、光学部２の位置決め精度に悪影響を与えない範囲で設定してよい。

また、突起４ａと、センサカバー１２ａとが接触する時の光学部２の位置を、光学部２の初期位置としてもよい。

（レンズバレルとセンサカバーとの当接位置）
上述のように、突起４ａがレンズバレル２２ａのセンサカバー１２ａに面した端面のうち、端面２５に近い部位に設けられているので、端面２５に加わる力による突起４ａを中心とした回転モーメントは最小になる。なお、突起４ａと端面２５（仮想ガイド平面）との距離は、ゼロを理想として、なるべくゼロに近いことが好ましい。

このため、撮像レンズ２１の位置決め精度が向上する。

＜本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、光学部２の位置決め精度が向上することで光学部２のストロークマージンを小さくできる。したがって、カメラモジュール１ａを薄型化することができる。

また、センサカバー１２ａの上（Ｚ軸の正方向側）面を可能な限り平面に近づけ、光学部２の位置決め精度を管理するための基準面とすることができる。具体的には、予めセンサカバー１２ａと、レンズバレル２２ａとが当接する位置を定めておき、該位置と、センサカバー１２ａの底側（Ｚ軸の負方向側）の突起１３の位置との間の距離や、センサカバー１２ａの上面を基準面とした撮像素子６１の平行度を管理することができる。

〔実施形態３〕
本発明の第三実施形態について、図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上述の実施形態において説明した部材と同等の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

＜カメラモジュール１ｂの構成＞
図４は、本実施形態に係るカメラモジュール１ｂの構成を示す断面図であり、（ｂ）は図２（ｂ）に対応しており図１におけるＡ―Ａ線矢視断面を、（ａ）は（ｂ）におけるＢ―Ｂ線矢視断面を、（ｃ）は（ｂ）における要部Ｗａを示す。

（ガイドシャフト）
図２（ｂ）に示されるように、カメラモジュール１では、球形状の複数のガイドボール３が、ベース１１とレンズバレル２２との間に設けられていた。しかしながら、図４（ｂ）に示されるように、カメラモジュール１ｂでは、円柱形状かつ剛体の複数のガイドシャフト３ａ（ガイド部材）が、レンズバレル２２ｂに設けられている。

ここで、ガイドシャフト３ａは、図４（ａ）に示されるように、Ｙ軸が延びる方向に２本並んでいる。そして、軸受として機能する２個の円筒穴がレンズバレル２２ｂに設けられており、ガイドシャフト３ａは、この円筒穴にそれぞれ摺動（滑動）可能に挿入されている。

また、ガイドシャフト３ａの下（Ｚ軸の負方向）端は、センサカバー１２に固定され、かつ、ガイドシャフト３ａは、撮像レンズ２１の光軸方向（Ｚ軸が延びる方向）へ延びている。

また、ガイドシャフト３ａの材質は、例えば鉄、セラミックなどである。なお、ガイドシャフト３ａの材質が鉄などの磁性材料である場合、ガイドシャフト３ａと、レンズバレル２２ｂに設けられたマグネット５１との間で吸引力が働き、レンズバレル２２ｂをガイドシャフト３ａに押し付ける付勢力として作用させることができる。

＜カメラモジュール１ｂの動作＞
（移動の誘導）
レンズバレル２２ｂは、ガイドシャフト３ａを取り巻くように接触している。図４（ｂ）・（ｃ）に示されるように、カメラモジュール１ｂの要部Ｗａでは、基準平面Ｐａは、２本のガイドシャフト３ａとレンズバレル２２との接触点を含んでいる。基準平面Ｐａは、光学部２が光軸方向に移動する際のレンズバレル２２ｂにおけるガイドシャフト３ａとの接触面（つまり、摺接面）を含む平面であり、光学部２の移動を誘導（ガイド）するための仮想的な平面（仮想ガイド平面）である。なお、図４（ｃ）では、カメラモジュール１ｂの構成を明瞭にするため、マグネット５１、コイル５２、およびサーボ制御手段５５を図示していない。

ここで、レンズバレル２２ｂがガイドシャフト３ａに沿って摺動し、光学部２の移動は、撮像レンズ２１の光軸方向へ誘導される。換言するならば、光学部２の撮像レンズ２１の光軸方向に垂直な方向への変位が抑制される。

なお、ガイドシャフト３ａの上（Ｚ軸の正方向）端は、レンズバレル２２ｂの外部へ突出しているが、この構成に限定されるわけではなく、レンズバレル２２ｂがガイドシャフト３ａに沿って摺動可能であれば、レンズバレル２２ｂの外部へ突出していなくてもよい。

ここで、光学部２は、ガイドシャフト３ａに沿って摺動して光軸と垂直な方向には移動しないので、カメラモジュール１が備える溝７・８は必要ない。

（撮像レンズの位置決め）
レンズバレル２２ｂとセンサカバー１２とが接触する位置は、突起４が設けられた一箇所に限定される。よって、光学部２は、突起４の高さ（つまり、撮像レンズ２１の光軸方向の長さ）を所望の値に設定することで、非常に高精度に、撮像レンズ２１を取り付けることが可能となる。

また、無限遠端の基準は、レンズバレル２２ｂの底面と、センサカバー１２の表面に設けられた突起４との接触としているので、焦点距離の誤差を解消するために無限遠端側に設ける余分なストロークを、最小限にすることができる。それゆえ、必要ストロークの縮小化を図ることができる。

以上により、光学部２の位置決め精度が向上するとともに、オーバーインフマージンおよびオーバーマクロマージンのようなストロークマージンを低減でき、より薄型のカメラモジュール１ｂを実現することが可能となる。

（レンズバレルとセンサカバーとの当接位置）
上述のように、突起４が、レンズバレル２２ｂとセンサカバー１２との対向面におけるレンズバレル２２ｂと各ガイドシャフト３ａとの摺接面を含む平面（仮想ガイド平面）に沿った縁部、より具体的には、センサカバー１２のレンズバレル２２ｂに面した端面のうち、端面２５に近い部位に設けられているので、端面２５に加わる力による突起４を中心とした回転モーメントは最小になる。突起４ａが仮想ガイド平面から離れれば離れるほど、レンズバレル２２ｂとセンサカバー１２との当接部（突起４ａ）に加わる力による回転モーメントが大きくなるため、レンズバレル２２ｂとガイドシャフト３ａとの摺接面の摩擦が増加する。該摩擦は、レンズバレル２２ｂが無限遠端に位置している間、レンズバレル２２ｂとガイドシャフト３ａとの摺接面にかかり続ける。このため、突起４と仮想ガイド平面との距離は、ゼロを理想として、なるべくゼロに近いことが好ましい。したがって、突起４ａは、上述した位置に設けられていることが好ましい。

このため、撮像レンズ２１の位置決め精度が向上する。

このため、撮像レンズ２１の位置決め精度がさらに向上する。

＜本実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、光学部２の位置決め精度がさらに向上することで光学部２のストロークマージンをさらに小さくできる。したがって、カメラモジュール１ｂをさらに薄型化することができる。

＜その他の構成＞
本実施形態では、ガイドシャフト３ａの上端は、例えば、ベース１１やモジュールカバー１９やなどに固定されてもよい。この構成により、光軸方向への光学部２の移動が安定する。

また、ガイドシャフト３ａの断面形状を円ではなく多角形としてもよいが、円とすることが好ましい。なぜならば、断面形状が円であるガイドシャフト３ａは、断面の形状が多角形であるガイドシャフトと比較して容易に製造することができるからである。

〔変形例〕
本変形例では、実施形態１〜３との相違点について説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態において説明した部材と同等の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

実施形態１〜３では、センサカバー１２のレンズバレル２２・２２ｂに面した端面に突起４を設けるか、もしくは、レンズバレル２２ａのセンサカバー１２ａに面した端面に突起４ａを設ける場合を例に挙げて説明した。

しかしながら、突起４・４ａは、センサカバー（センサカバー１２あるいはセンサカバー１２ａ）のレンズバレル（レンズバレル２２・２２ａ・２２ｂのいずれか）に面した端面およびレンズバレル（レンズバレル２２・２２ａ・２２ｂのいずれか）のセンサカバー（センサカバー１２あるいはセンサカバー１２ａ）に面した端面の両方に設けられていても構わない。

この場合、突起４の高さと突起４ａの高さとの合計を所望の値に設定すればよい。

また、センサカバー１２・１２ａおよびレンズバレル２２・２２ａ・２２ｂの対向端面の少なくとも一方に突起を設けるかわりに、該対向端面の少なくとも一方に、突起にかわる構造物を配置（固定）しても構わない。

また、センサカバー１２・１２ａおよびレンズバレル２２・２２ａ・２２ｂの対向端面の少なくとも一方が、その一部あるいは全体がセンサカバー１２・１２ａとレンズバレル２２・２２ａ・２２ｂとの当接部に向かって傾斜する傾斜面を有していても構わない。

いずれの場合にも、センサカバー１２・１２ａとレンズバレル２２・２２ａ・２２ｂとが光軸方向における互いの対向端面の一部において、一箇所で当接することで、実施形態１〜３と同様の効果を得ることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るカメラモジュール（カメラモジュール１・１ａ・１ｂ）は、撮像レンズ２１を有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部（光学部２）と、撮像素子６１を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部（センサカバー１２・１２ａ）と、上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材（ガイドボール３、ガイドシャフト３ａ）と、上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部（レンズ駆動装置５）とを備え、上記可動部が無限遠端に位置するときに、上記可動部と上記固定部とが、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接し、上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線は、概ね上記光軸方向に延びる。

上記構成によれば、可動部の移動は、ガイド部材によって光軸方向へ誘導される。

ここで、可動部と固定部とが複数の位置で接触すると仮定すると、これらの接触は、想定外の位置で起こり得る。また、可動部と固定部とが複数の位置で接触する場合、これら複数の接触位置によって決まる、固定部への可動部の載置面が、可動部側の基準面となる。この基準面とガイド部材との垂直度が悪いと、ガイド部材が可動部から離れたり、ガイド部材と可動部との摩擦が増加したりする。なぜならば、固定部に面した可動部の端面や、可動部に面した固定部の端面は、必ずしも加工精度が高いわけではないからである。

また、無限遠端の基準は、可動部と固定部との接触とすることができるので、焦点距離の誤差を解消するために無限遠端側に設ける余分なストロークを、最小限にすることができる。つまり、このような無限遠端を基準として、マクロ側に繰り出すためのストロークさえあればよいことになる。それゆえ、必要ストロークの縮小化を図ることができる。

また、駆動部が可動部に与える駆動力の作用点と、可動部と固定部との当接箇所とを含む直線が概ね撮像レンズの光軸方向に延びるため、該当接箇所を中心とし、可動部に作用する回転モーメントが抑制され、可動部の姿勢が安定する。

以上により、光学部の位置決め精度が向上するとともに、オーバーインフマージンおよびオーバーマクロマージンのようなストロークマージンを低減でき、より薄型のカメラモジュールを実現することが可能となる。

また、該カメラモジュールを電子機器に適用することもできる。

すなわち、撮像レンズを有する可動部が、ガイド部材により上記光軸方向にガイドされるカメラモジュールにおいて、撮像レンズが高精度に位置決めされたカメラモジュールおよび電子機器並びに該カメラモジュールにおける撮像レンズの位置決め方法を提供することができる。また、これにより、薄型化を実現したカメラモジュール並びに該カメラモジュールを搭載した電子機器を薄型化することができる。

本発明の態様２に係るカメラモジュールでは、上記態様１において、上記可動部が無限遠端に位置するときに、上記対向面における、上記ガイド部材と可動部との摺接面を含む平面に沿った縁部の一部で、上記可動部と上記固定部とが当接してもよい。

ここで、可動部と固定部とが当接し、可動部の移動が停止する場合、可動部とガイド部材との摺接面に加わる力（駆動部が可動部に与える駆動力）による可動部と固定部との当接点を中心とした回転モーメントが該摺接面に作用する。ここで、当接点が摺接面から離れるほど、該回転モーメントが大きくなるため、可動部とガイド部材とが引き剥がされたり、ガイド部材と可動部との摩擦が増加したりする虞が大きくなる。

上記構成によれば、該力の作用点と、可動部と固定部との当接箇所とを含む直線は、概ね撮像レンズの光軸方向に延び、かつ、可動部と固定部との、撮像レンズの光軸方向における互いの対向面における、ガイド部材と可動部との摺接面を含む平面に沿った縁部の一部で、可動部と固定部とが当接するので、このような回転モーメントは最小になる。

以上により、撮像レンズの位置決め精度がさらに向上する。

本発明の態様３に係るカメラモジュールでは、上記態様１または２において、上記対向面のうち少なくとも一方に、上記可動部が無限遠端に位置するときに他方に当接する突起部（突起４・４ａ）が設けられており、上記可動部と上記固定部とは、上記突起部により一箇所で当接してもよい。

上記構成によれば、可動部は、突起部の高さを所望の値に設定することで、非常に高精度に、撮像レンズを取り付けることが可能となる。それゆえ、無限遠側の合焦位置を探す必要はない。あるいは、無限遠側のストロークマージン（無限遠端から無限遠側の合焦位置までの繰り出し量）を最小限にすることができる。

本発明の態様４に係るカメラモジュールでは、上記態様１から３のうちいずれか１態様において、上記固定部は、上記可動部と接触せず、かつ、上記撮像レンズを透過した光を上記撮像素子へ導く光透過性基板（ガラス基板６４）をさらに備えていてもよい。

本発明の態様５に係るカメラモジュールでは、上記態様１から４のうちいずれか１態様において、上記固定部は、上記撮像素子の少なくとも一部を覆うセンサカバーを備えており、上記固定部は、上記対向面の一部において、上記可動部と一箇所で当接してもよい。

本発明の態様６に係るカメラモジュールでは、上記態様５において、上記固定部は、上記対向面とは逆側の面において、上記撮像素子に当接していてもよい。

本発明の態様７に係る電子機器は、上記態様１から６のうちいずれか１態様におけるカメラモジュールを備えている。

本発明の態様８に係る撮像レンズの位置決め方法は、撮像レンズ２１を有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部（光学部２）と、撮像素子６１を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部（センサカバー１２・１２ａ）と、上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材（ガイドボール３、ガイドシャフト３ａ）と、上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部（レンズ駆動装置５）とを備えたカメラモジュール（カメラモジュール１・１ａ・１ｂ）における、上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定する撮像レンズの位置決め方法であって、上記可動部と上記固定部とを、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接させ、上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線を、概ね上記光軸方向に延ばすことによって、上記可動部が無限遠端に位置するときの上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定する。

〔本発明の別表現〕
本発明は、以下のようにも表現できる。

本発明に係るカメラモジュールは、撮像レンズを有する光学部と、上記光学部を複数のボールあるいはシャフトにより平面的にガイドする支持部を含み、上記光学部を少なくとも光軸方向に駆動するためのレンズ駆動装置とを備え、上記光学部を含むレンズ駆動装置と、センサカバーによってカバーされた撮像素子を含む撮像部とが積層配置されるカメラモジュールであって、上記レンズ駆動装置を動作させない初期状態において、上記複数のボールあるいはシャフトにより決まる仮想ガイド平面の近傍の１か所において、上記光学部と上記センサカバーが当接している。

上記構成によれば、撮像レンズを含む光学部２をボールやシャフトによってガイドする構造において、光学部２の初期位置を高精度に設定することができ、それによりオーバーインフ、オーバーマクロのストロークマージンを低減でき、より薄型のカメラモジュールを実現することが可能となる。

また、本発明に係るカメラモジュールでは、上記光学部あるいは上記センサカバーの少なくとも一方に突起部を設け、上記突起部が当接してもよい。

上記構成によれば、突起部という限られた領域のみを基準面として高精度に加工、形成すればよく、部材としての精度が出しやすく、結果として光学部の初期位置を高精度に設定できる。

また、本発明に係るカメラモジュールでは、上記撮像部には光透過性基板を含み、上記当接部は光透過性基板からずれた位置にあってもよい。

上記構成によれば、光学部とセンサカバーが当接した際に、光透過性基板にダメージを与えるのを防ぐことができる。

また、本発明に係るカメラモジュールでは、上記センサカバーの下面側は、撮像素子に当接していてもよい。

上記構成によれば、撮像素子に対する光学部の高さ位置を決めるのはセンサカバーのみであり、部材の寸法ばらつき誤差の累積を防ぐことができるため、光学部の高精度な位置決めが可能となる。

また、本発明に係る電子機器は、上述のカメラモジュールを備えている。

上記構成によれば、撮像素子に対して撮像レンズが高精度に位置決め固定され、ストロークマージンが低減できるため、より薄型のカメラモジュールを備えた電子機器を提供することができる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

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。また、本発明のカメラモジュールを搭載した携帯電話等の電子機器に適用することができる。

１ カメラモジュール
１ａ カメラモジュール
１ｂ カメラモジュール
２ 光学部（可動部）
３ ガイドボール（ガイド部材）
３ａ ガイドシャフト（ガイド部材）
４ 突起（突起部）
４ａ 突起（突起部）
５ レンズ駆動装置（駆動部）
１１ ベース
１２ センサカバー（固定部）
１２ａ センサカバー（固定部）
２１ 撮像レンズ
２２ レンズバレル
２２ａ レンズバレル
２２ｂ レンズバレル
６１ 撮像素子
６４ ガラス基板（光透過性基板）
Ｐ 基準平面
Ｐａ 基準平面

Claims (5)

1. 撮像レンズを有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、
   撮像素子を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部と、
   上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材と、
   上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部とを備え、
   上記可動部が無限遠端に位置するときに、上記可動部と上記固定部とが、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接し、
   上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線は、概ね上記光軸方向に延びることを特徴とするカメラモジュール。
2. 上記可動部が無限遠端に位置するときに、上記対向面における、上記ガイド部材と可動部との摺接面を含む平面に沿った縁部の一部で、上記可動部と上記固定部とが当接す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. 上記対向面のうち少なくとも一方に、上記可動部が無限遠端に位置するときに他方に当接する突起部が設けられており、
   上記可動部と上記固定部とは、上記突起部により一箇所で当接す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。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラモジュールを備えていることを特徴とする電子機器。
5. 撮像レンズを有し、該撮像レンズの光軸方向に移動可能な可動部と、撮像素子を有し、上記可動部の無限遠側に配された固定部と、上記可動部に摺接して上記光軸方向にガイドするガイド部材と、上記可動部に上記光軸方向の力を与える駆動部とを備えたカメラモジュールにおける、上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定する撮像レンズの位置決め方法であって、
   上記可動部と上記固定部とを、上記光軸方向における互いの対向面の一部において、一箇所で当接させ、上記力の作用点と、上記可動部と上記固定部との当接箇所とを含む直線を、概ね上記光軸方向に延ばすことによって、上記可動部が無限遠端に位置するときの上記撮像レンズの無限遠端の位置を規定することを特徴とする撮像レンズの位置決め方法。