JP6271720B2 - カメラモジュールおよびカメラモジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態のカメラモジュール50における概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、図1に示されるXYZ軸は、図2〜図10の座標軸とも対応する。
図1〜図3に示すように、カメラモジュール50は、撮像レンズ1、撮像レンズ1を収納するレンズバレル2、および、接着剤3を用いてレンズバレル2を内部に固定しているレンズホルダー4を有する。
レンズ駆動装置5は、AFバネ12aおよび12b、中間保持部材13、AFコイル14、永久磁石15、サスペンションワイヤー16、OIS(Optical Image Stabilizer)コイル18、ならびに、ベース19を備えている。
本実施形態では、レンズバレル2が組み込まれた状態で、レンズバレル2の一部が、ベース19の開口19a内にまで入り込んでいる。一般に、撮像レンズ1のフランジバック(レンズバレル2の下端面から撮像素子6面までの距離)を十分に大きく取ることが困難なため、このような構成になる場合が多い。レンズ駆動装置5は、センサカバー8上に搭載される。
本実施形態における特徴的な構成は、図3の(a)に示すように、上側のAFバネ12aの一部が中間保持部材13の外周よりも突出(延出)して、アーム部(延出部分)12cを形成し、アーム部12cの一部にサスペンションワイヤー16の上端を固定した構造であって、かつ、アーム部12cが変形した際に、サスペンションワイヤー16が傾くことを極力防止するようになっている。また、サスペンションワイヤー16の長手方向の永久ひずみおよび圧縮方向の座屈が生じないように、アーム部12cのバネ定数とサスペンションワイヤー16の長手方向のバネ定数との関係を的確に規定してあることが望ましい。なお、両者のバネ定数の関係は後述する。また、アーム部12cの一部に、ダンパー材11を設けることによって、共振ピークを抑制することができる。
次に、本発明の実施形態に係るカメラモジュール50における落下耐性について、より詳細に説明する。サスペンションワイヤー16および可撓部12dのバネ定数の関係を図6に示す。図6は、図1に示されるカメラモジュールの構成を示す他の模式図であって、可撓部12dとサスペンションワイヤー16の長手方向のバネの構成を簡略的に示す図である。k1が上側(Z軸正方向側)のAFバネ12aから延出したアーム部12cにおける可撓部12dのバネ定数、k2がサスペンションワイヤー16の長手方向のバネ定数である。すなわち、k1とk2という2つのバネが直列に接続された構造となっている。なお、アーム部12cの一部にダンパー材11が塗布されている場合には、k1はダンパー材込みのアーム部12cのバネ定数となる。簡単のため、1箇所のみのサスペンションワイヤー16に関して説明を行う。
サスペンションワイヤー16の変形量δ2=δk1/(k1+k2)=1.5μm・・・(2)
また、サスペンションワイヤー16をδ2だけ変形させるのに必要な力Fは、下記式(3)のように求められる。
ここで、サスペンションワイヤー16の断面積は、5×10−9m2であるとする。このとき、サスペンションワイヤー16の長手方向の変形量によって規定される応力は、サスペンションワイヤー16の断面積をAとすると、下記式(4)のように求められる。
このσがサスペンションワイヤー16の座屈応力σeを超えないことが必須となる。すなわち、座屈応力を問題にしているのは、通常の場合、降伏応力よりも座屈応力の方が小さくなるためである。
なお、座屈応力としては、通常Eulerの座屈応力が目安とされる。Eulerの座屈応力は、下記式(6)で表される。Cは定数であり、両端固定梁の場合にはC=4となる。Eはサスペンションワイヤー16のヤング率、λはサスペンションワイヤー16の細長比をそれぞれ示す。
一つの設計例に基づいて、Eulerの座屈応力を計算すると、1×108N/m2程度の値となった。しかしながら、Eulerの座屈応力は理想的な垂直荷重が加えられた場合の式であり、現実には斜めに荷重がかかる場合もあり、ある程度のマージンを見て、座屈応力を設定するのが望ましい。なお、以上の設計・計算工程を含む製造方法も、本発明に含まれる。
第2実施形態が第1実施形態と異なるのはアーム部12c、特に可撓部12dの形状である。図7の(a)は、本実施形態のカメラモジュール50におけるサスペンションワイヤー16の破断を防止する構成を示す、図3の(b)に対応する図であって、カメラモジュール50におけるサスペンションワイヤー16とAFバネの外側にあるアーム部12cとの連結部近傍の拡大図である。なお、第1実施形態と同様の部材には同じ部材番号を付し、説明を省略する。
図7の(b)・(c)は、図7の(a)に示されるサスペンションワイヤー16の破断を防止する構成の変形例を示す図である。図7の(c)は、図7の(b)に示される可撓部12dの折り返し部12Dの形状を、折り返し部12Dが延びる方向(Zx平面が広がる方向)に対して側面側(y軸方向側)から見たときの、図7の(b)に対する側面図である。
第3実施形態が第1実施形態と異なるのは固定端部12fと可撓部12dの境界部分が中間保持部材13の境界エッジにより形成されている点である。図8は、本実施形態のカメラモジュール50におけるサスペンションワイヤー16の破断を防止する構成を示す、図3の(b)に対応する図であって、カメラモジュール50におけるサスペンションワイヤー16とAFバネの外側にあるアーム部12cとの連結部近傍の拡大図である。なお、第1実施形態と同様の部材には同じ部材番号を付し、説明を省略する。
本発明の第4実施形態について、図9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、上述の実施形態にて説明した部材と同じ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。
ここで、上述のように、サスペンションワイヤー16の一端は、ベース19(固定部)に固定されているので、ベース19に衝撃が加わると、該衝撃に応じて移動する。
図9は、本実施形態のカメラモジュール50におけるサスペンションワイヤー16の破断を防止する構成を示す、図3の(b)に対応する図であって、(a)は該構成を示す模式図であり、(b)は強化線材によって実現した該構成を示す図である。
可撓部12dは、上述の実施形態に記載されているように実現できるが、以下のように実現してもよい。
本発明の態様1に係るカメラモジュールは、手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールであって、撮像レンズ1を備える可動部30と、上記可動部を囲う固定部40と、上記撮像レンズの光軸Oに対して平行または斜めに延在し、上記可動部が上記光軸に垂直な方向に移動するように上記可動部を支持し、一端が上記固定部に固定されたサスペンションワイヤー16と、上記サスペンションワイヤーの他端に接合された接合部12eと、上記サスペンションワイヤーおよび上記接合部の接合点Pを通って上記光軸と直交する第1軸(軸22b)を中心とする上記接合部の回転運動22Bならびに上記接合点を通って上記第1軸と直交する第2軸(軸22a)を中心とする上記接合部の回転運動22Aを抑制し、かつ、上記接合部および上記可動部を連結する可撓部12d・12da・12dbとを備える。
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。
2 レンズバレル(可動部)
3 接着剤(可動部)
4 レンズホルダー(可動部)
5 レンズ駆動装置(可動部)
12a AFバネ(可動部)
12b AFバネ(可動部)
12c アーム部(可動部)
12d 可撓部(回転抑制部)
12da 可撓部(回転抑制部)
12db 可撓部(回転抑制部)
12e 接合部
12f 固定端部(可動部)
13 中間保持部材(可動部)
13a 突出部(可動部)
13b 境界エッジ部(並進抑制部)
14 AFコイル(可動部)
15 永久磁石(可動部)
16 サスペンションワイヤー
17 カバー(固定部)
18 OISコイル(固定部)
19 ベース(固定部)
21 ホール素子(固定部)
22A 回転運動(傾き)
22B 回転運動(傾き)
22a 軸(第2軸)
22b 軸(第1軸)
30 OIS可動部(可動部)
40 OIS固定部(固定部)
50 カメラモジュール
D 強化線材
P 接合点
Pa 中心
Pb 中心
k1 バネ定数
k2 バネ定数
σ 応力
σe 座屈応力
Claims (4)
- 手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールであって、
撮像レンズを備える可動部と、
上記可動部を囲う固定部と、
上記撮像レンズの光軸に対して平行または斜めに延在し、上記可動部が上記光軸に垂直な方向に移動するように上記可動部を支持し、一端が上記固定部に固定されたサスペンションワイヤーと、
上記サスペンションワイヤーの他端に接合された接合部と、
上記サスペンションワイヤーおよび上記接合部の接合点を通って上記光軸と直交する第1軸を中心とする上記接合部の傾きならびに上記接合点を通って上記光軸及び上記第1軸と直交する第2軸を中心とする上記接合部の傾きを抑制し、かつ、上記接合部および上記可動部を連結する可撓部と、
を備え、
上記可撓部の形状は、上記第1軸を含み上記光軸に平行な平面、および、上記第2軸を含み上記光軸に平行な平面、に対して面対称であることを特徴とするカメラモジュール。 - 上記可撓部および上記可動部の連結部位の弾性率と、上記可撓部の弾性率とは、異な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。
- 上記可撓部は、上記接合部と上記可動部との間で折り返されてい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。
- 撮像レンズを備える可動部と、上記可動部を囲う固定部と、上記撮像レンズの光軸に対して平行または斜めに延在し、上記可動部が上記光軸に垂直な方向に移動するように上記可動部を支持し、一端が上記固定部に固定されたサスペンションワイヤーと、上記サスペンションワイヤーの他端が固定された接合部とを備えている、手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールの製造方法であって、
可撓部を設計する工程であって、上記可動部の移動可能距離と、上記サスペンションワイヤーの断面積およびバネ定数と、上記可撓部のバネ定数とから求められる応力が、上記サスペンションワイヤーの座屈応力より小さくなるように、上記可撓部の弾性率を計算する工程と、
上記サスペンションワイヤーおよび上記接合部の接合点を通って上記光軸と直交する第1軸を中心とする上記接合部の傾きならびに上記接合点を通って上記光軸及び上記第1軸と直交する第2軸を中心とする上記接合部の傾きを抑制するように、上記接合部および上記可動部を連結する工程と、
を含み、
上記可撓部の形状は、上記第1軸を含み上記光軸に平行な平面、および、上記第2軸を含み上記光軸に平行な平面、に対して面対称であることを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
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