JP6637489B2 - カメラモジュールのためのダストバリア付きオートフォーカスアクチュエータユニット - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等に組み込まれるようなカメラモジュールに使用されるオートフォーカスアクチュエータユニット、特にダストバリアが設けられたアクチュエータユニットに関する。

図１および図２に示されるような従来技術のカメラモジュールは、基本的に、上部に配置されたアクチュエータユニットを有するセンサユニットＳＵから構成されることが知られている。ここで、「上部」とは、画像を形成する入射光が到達する側である。より具体的には、センサユニットＳＵは、画像センサＩＳ（例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を支持する基板Ｓと、画像センサＩＳの上の開口部ＢＯを有するベースＢと、前記開口部ＢＯに配置された、画像センサＩＳが赤外波長の光を受けるのを防ぎ、かつセンサユニットＳＵをシールする赤外線カットフィルターＩＲＦとを含む。

アクチュエータユニットＡＵは、対応する開口部ＢＰＯが設けられ、ハウジングフレームＨＦを支持する底板ＢＰと、固定ハウジングフレームＨＦ内で往復移動のために摺動可能に収容された１または複数のレンズＬを支持するレンズキャリアＬＣとを含む。前記往復移動は、電磁気アクチュエータまたは形状記憶合金（ＳＭＡ）作動部材を含むアクチュエータによって提供され、移動の行程は、底板ＢＰおよびその上に固定された、アクチュエータユニットＡＵの外側ケーシングを形成するシールドカンＳＣの間で制限される。

このようなカメラモジュール構造の欠点は、マクロ側に焦点を合わせるためにレンズキャリアＬＣが持ち上げられる場合に、アクチュエータユニットＡＵ内のダストが、レンズキャリアＬＣおよび周囲部材、すなわちハウジングフレームＨＦおよび底板ＢＰの間に開いた（矢印によって示される）経路をたどって開口部ＢＰＯを通りフィルターＩＲＦに到達し、それにより、画像センサＩＳによって記録される画像に欠陥を引き起こす。本明細書において、「ダスト」は、例えば製造プロセスで残った汚れ、または相対運動による部品の磨耗によって生じる、何らかの理由で存在し得る任意の外来粒子を意味することに留意すべきである。

特許文献１は、ＩＲカットフィルターをダストから保護するよう意図した「ダム部材」を設けることによってこの問題に対処しており、前記ダム部材の３つの実施形態は、
− フィルターの周辺部分に形成された、例えばエポキシ樹脂の突出リング、または
− フィルターが配置された開口部の周りのベースの上面に形成された突出部、または
− フィルターが配置された開口部の周りのベースの上面に形成された溝
として示されている。

しかし、このような装置は、完全に満足するものではなく、以下の理由によりなおも欠点に悩まされるものである。
− ダム部材は、ダストへの経路の開口を妨げることはなく、単にフィルターへの障害物として作用するだけであり、それによって、ダストが障害物を乗り越えてフィルターに到達するように、使用者によってカメラモジュールを動かすことができる。
− ダム部材がフィルターの上に、またはセンサユニットのベースの上面の上に形成されているため、アクチュエータユニットの「下流」で動作するものであるが、フィルターへの経路上で止めようとするよりもダストがアクチュエータユニットから出るのを防ぐことが好ましい。
− ダム部材は、ベースの上面に対して上方に突出するか、またはその上に形成されるため、アクチュエータユニットとの連結が難しく、実際図示されたカメラモジュールは、底板を含まず、ハウジングフレームはダム部材に対して外側にベースに直接取り付けられている。

特許文献２は、オートフォーカス能力もアクチュエータもない固体撮像検知デバイスを開示し、デバイス製造方法のステップとして焦点調節操作が行われた後で、レンズキャリアは、熱溶接によってハウジングフレームに固定されており、デバイスの使用中に焦点を変更することはできない。レンズ保持部は、ハウジングフレームの外側に好ましく位置するネジ式連結によってハウジングフレームに取り付けられるため、製造プロセス中の焦点の調整の際に、レンズキャリアを回転させる場合にネジから出るダストがハウジングフレームの内側に落ちずに、赤外線フィルターに付着する可能性がある。

米国特許第７５２５０９６号明細書 米国特許出願公開第 ２００５／１１６１３８号明細書

したがって、本発明の目的は、上述の欠点を克服するオートフォーカスアクチュエータユニットを提供することである。この目的は、底板の上面に形成され、レンズキャリアの全行程にわたってレンズキャリアとの垂直方向の重なりを維持するような高さを有するダストバリアを備えるオートフォーカスアクチュエータユニットによって達成される。他の好都合な特徴は、従属請求項に開示される。

この新規な装置の主な利点は、レンズキャリアの移動がアクチュエータユニット内部に存在するダストに対して経路を開放しないため、カメラモジュールの向きおよび動きに関わらずダストがユニットを離れることができず、ＩＲフィルターに到達することができない。

本アクチュエータユニットの別の重要な利点は、一旦完成すると、センサユニットと同様に実質的にシールされた状態になるため、取り扱いやすく、２つのシールユニットの連結も容易であり、連結時または使用中にそれらの間にダストが入る危険性がない。

このアクチュエータユニットのさらに別の利点は、上述の従来技術と比較して、入射光の通路のための開口部をのぞく全対向面に沿ってアクチュエータおよびセンサユニットを結合することができるため、より強い構造が達成されるとともに、ＩＲフィルターが上からの底板によってしっかり座部に固定されるということである。

本発明によるダストバリアを有するオートフォーカスアクチュエータユニットのこれらの利点および特徴は、添付図面を参照した２つの実施形態の以下の詳細な説明から当業者には明らであろう。

２つ最終移動位置におけるレンズキャリアを示す従来技術カメラモジュールの垂直断面図である。 ２つ最終移動位置におけるレンズキャリアを示す従来技術カメラモジュールの垂直断面図である。 先行技術のものと類似した、本発明の第１実施形態によるアクチュエータユニットを備えるカメラモジュールの図である。 先行技術のものと類似した、本発明の第１実施形態によるアクチュエータユニットを備えるカメラモジュールの図である。 先行技術のものと類似した、本発明の第２実施形態によるアクチュエータユニットの図である。 先行技術のものと類似した、本発明の第２実施形態によるアクチュエータユニットの図である。

前述したように、「トップ／底」、「垂直／水平」、「上／下」などの定義は、単に従来のものであり、図面を参照して本発明を示すためにのみ使用されており、製造中および使用中にアクチュエータユニットがいかなるように配向されてもよく、これらの語句が限定的なものとして意図されるものではないことは明らかであろう。

図３および図４に示される第１実施形態は、図１および図２に示される従来技術とは、ダストバリアＤＢが、底板ＢＰの上面におけるレンズキャリアＬＣの周囲に設けられているという点で異なっている。より具体的には、前記ダストバリアＤＢがレンズキャリアＬＣに向かって垂直に突出し、かつレンズキャリアに隣接している、すなわちこれらの間でのダストの通過を防ぐのに十分近く（好ましくは、０．０５および０．５ｍｍの間の距離である）、またレンズキャリアがマクロ側へのフォーカシングのために一番上に移動しても（図４）レンズキャリアＬＣとの垂直方向の重なりを維持するのに十分な高いものである。

このように、レンズキャリアＬＣのどのような位置においても、底板ＢＰから一番遠い場所においてでさえ、アクチュエータユニットＡＵの内側および外側の間に経路は開かれていないため、ユニット内部のダストは、底板開口部ＢＰＯを通りＩＲカットフィルターＩＲＦに到達することができない。

図５および図６に示す第２実施形態は、図３および図４に示す第１実施形態とは、ダストバリアＤＢが底板ＢＰの中央開口部ＢＰＯの周囲に設けられているため、ダストバリアＤＢが、対応する底部凹所ＢＲを有するレンズキャリアＬＣによって覆われて密閉されるという点で異なっている。

言い換えれば、第１実施形態のレンズキャリアＬＣの外側に適用される同じ新規な概念が第２実施形態のレンズキャリアＬＣの内側にも適用されるということであり、ダストバリアＤＢは、レンズキャリアの内側ではあるがレンズキャリアＬＣとの垂直方向に常に重なっている（図６）。

底部凹所ＢＲは、好ましくはレンズキャリアＬＣが底板ＢＰに当接することができるような大きさであるが、前記凹所はまた、（垂直方向の重なりが常に維持される限り）ダストバリアＤＢよりも短くすることができ、それによってレンズキャリアＬＣは、底板ＢＰではなくダストバリアＤＢの上面に当接するということに留意すべきである。

本発明によるオートフォーカスアクチュエータユニットの上述の説明された実施形態は、様々な改良が可能な単なる例であることは明らかである。特に、ダストバリアＤＢおよびレンズキャリアＬＣ（場合によっては底部凹所ＢＲを有する）の正確な形、大きさおよび配置は、垂直方向の重なりがどんな場合でも保証される限りは変えることができる。例えば、ダストバリアＤＢは、図面に示すような長方形ではなく三角形の断面を有することができ、および／または底板ＢＰに対して垂直ではなく、レンズキャリアＬＣに対して傾斜させる（すなわち第１実施形態では内向き、第２実施形態では外向き）にすることができる。

さらに、耐ダストシールを達成するためにダストバリアＤＢおよびレンズキャリアＬＣの間にガスケットを設けることができ、場合によっては例えば異なる熱膨張による起こりうる摩擦の問題を予防するよう少し離した２つの部材を配置することができる。さらに、二重ダストバリアを有する耐ダストユニットを得るために、２つの実施形態を組み合わせてもよい。

ＨＦ ハウジングフレーム
ＬＣ レンズキャリア
ＡＵ オートフォーカスアクチュエータユニット
Ｌ レンズ
ＢＰＯ 開口部
ＢＰ 底板
ＤＢ ダストバリア
ＢＲ 底部凹所
ＳＵ センサユニット
ＩＳ 画像センサ
Ｓ 基板
ＢＯ 開口部
Ｂ ベース
ＩＲＦ 赤外線カットフィルター

Claims (5)

1. アクチュエータによって提供される往復移動のために固定ハウジングフレーム（ＨＦ）内に摺動可能に収容されたレンズキャリア（ＬＣ）を備えるオートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）であって、前記固定ハウジングフレーム（ＨＦ）は、前記レンズキャリア（ＬＣ）によって支持される１または複数のレンズ（Ｌ）と対応する開口部（ＢＰＯ）が設けられた底板（ＢＰ）によって支持され、
   前記底板（ＢＰ）にはまた、前記底板の上面から前記レンズキャリア（ＬＣ）に向かって突出したダストバリア（ＤＢ）が設けられ、前記ダストバリア（ＤＢ）は、前記レンズキャリア（ＬＣ）の全移動行程にわたって前記レンズキャリア（ＬＣ）との距離を維持するような高さを有し、前記レンズキャリア（ＬＣ）の全周にわたって前記ダストバリア（ＤＢ）および前記レンズキャリア（ＬＣ）の間のダストの通過を防ぐように、前記ダストバリア（ＤＢ）および前記レンズキャリア（ＬＣ）が十分近く、前記ダストバリア（ＤＢ）および前記レンズキャリア（ＬＣ）の間の前記距離は、前記レンズキャリア（ＬＣ）の全周にわたって０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの間であり、
   前記ダストバリア（ＤＢ）が前記レンズキャリア（ＬＣ）の外側のみに位置することを特徴とする、オートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）。
2. 耐ダストシールの達成に適したガスケットが前記ダストバリア（ＤＢ）および前記レンズキャリア（ＬＣ）の間に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のオートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）。
3. 前記ダストバリア（ＤＢ）が前記底板（ＢＰ）に対して垂直に突出することを特徴とする、請求項１又は２に記載のオートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）。
4. 前記オートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）の外側ケーシングを形成する、前記底板（ＢＰ）に固定されたシールドカン（ＳＣ）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のオートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）。
5. センサユニット（ＳＵ）の上部に配置された請求項１〜４のいずれか一項に記載のオートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）を備えるカメラモジュールであり、前記センサユニットは、画像センサ（ＩＳ）を支持する基板（Ｓ）および前記オートフォーカスアクチュエータユニット（ＡＵ）の前記底板（ＢＰ）における前記開口部（ＢＰＯ）に位置合わせされた、前記画像センサ（ＩＳ）の上の開口部（ＢＯ）を有するベース（Ｂ）を含み、赤外線カットフィルター（ＩＲＦ）が前記ベース（Ｂ）の前記開口部（ＢＯ）に配置されている、カメラモジュール。

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