JP2007322540A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃による板バネの架橋部の基部への応力集中を防止し、耐衝撃性に優れたカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】上部板バネ２０は、外環部２０ａと、外環部２０ａに対して変位する内環部２０ｂと、内環部２０ｂを外環部２０ａに対して支持している３本の架橋部２０ｃとを有し、架橋部２０ｃは、外環部２０ａと内環部２０ｂの間に形成されているリング状の間隙２０ｆ内において外環部２０ａの内周縁と内環部２０ｂの外周縁に沿うように延在し、架橋部２０ｃは応力集中防止手段であるスリット２０ｇを有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュールに関し、さらに詳しくは、比較的小型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話などのカメラ付き小型電子機器に用いることができるカメラモジュールに関する。

比較的小型のデジタルカメラなどにおいて、オートフォーカスやズーム等を目的として、コイルに流れる電流により発生する磁界と、ヨーク及びマグネットにより構成された磁気回路の磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズユニットを変位させることができるカメラモジュールが使用されている。

このようなカメラモジュールには、レンズユニットを保持しているバレル、及びこのバレルを保持しているホルダを光軸方向に変位可能に支持するための板バネが使用されている。

図４は、このようなカメラモジュールのレンズユニット（図示せず）を光軸方向に変位させるためのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。なお、撮像素子（図示せず）はベース１１１の下方に配置されている。

カバー１０１とベース１１１との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位可能に収容されている。

ホルダ１０８の上下の各円筒縁部には上部板バネ１０４の内環部１０４ｂと下部板バネ１１０の内環部１１０ｂがそれぞれ取り付けられており、上部板バネ１０４の外環部１０４ａはベース１１１に固定されているヨーク１０５の上面に取付けられ、下部板バネ１１０の外環部１１０ａはベース１１１に取付けられている。

この上部板バネ１０４と下部板バネ１１０のそれぞれの外環部１０４ａ、１１０ａと内環部１０４ｂ、１１０ｂとの間に形成されている各３本の架橋部１０４ｃ、１１０ｃが撓むことによりホルダ１０８がレンズユニットの光軸方向へ変位することができる。

上記ヨーク１０５には複数のマグネット１０６が接着されており磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界にコイル１０７が配置されている。このコイル１０７はホルダ１０８の外周に巻回されており、コイル１０７に電流を供給することによりホルダ１０８をレンズユニットの光軸方向へ変位させる駆動力を得る。なお、符号１０３により示す部材はコイル１０７へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号１０２により示す部材は上部板バネ１０４の内環部上面に装着されるストッパであり、符号１０９により示す部材は下部板バネ１１０とヨーク１０５の底面との間に装着されるプレートである。

上述した下部板バネ１１０の平面図を図５に示す。なお、上部板バネ１０４と下部板バネ１１０とは外環部１０４ａ、１１０ａの形状が異なるだけであり、その基本的な構成は略共通するため、以下、下部板バネ１１０について説明し、上部板バネ１０４の説明は省略する。

下部板バネ１１０はリング状の外環部１１０ａと、この外環部１１０ａと同軸に配置されているリング状の内環部１１０ｂを有し、内環部１１０ｂは３本の架橋部１１０ｃにより外環部１１０ａに支持されている。この架橋部１１０ｃは円弧状の形状を有し、外環部１１０ａと内環部１１０ｂの間に形成されているリング状の間隙１１０ｆ内において外環部１１０ａの内周縁と内環部１１０ｂの外周縁に沿うように延在している。

下部板バネ１１０がベース１１１に取付けられた状態においては、内環部１１０ｂがベース１１１の中央孔周囲の縁から上方に突出した突出部１１１ａにより上方に押し上げられた状態になる。このため、架橋部１１０ｃの弾性力により、架橋部１１０ｃは撮像素子側（図４の下方側）にホルダ１０８を付勢する付勢力（バックテンション）が与えられる。

なお、上記のような上部板バネ１０４と下部板バネ１１０は特許文献１に開示されている。

特開2004-280031

上記のようなカメラモジュールを装着した小型電子機器を誤って落下させると、その落下衝撃によりホルダ１０８が大きく変位するため、上部板バネ１０４と下部板バネ１１０の各架橋部１１０ｃに瞬間的に大きな応力が生じる。

この応力は、それぞれの架橋部１１０ｃの２箇所の基部、即ち、外環部１１０ａ側の基部と内環部側の基部に集中する。主にこの応力集中は、図５に示す外環部１１０ａ側の基部の湾曲縁周辺部１１０ｄと内環部側の基部の湾曲縁周辺部１１０ｅに生じる。そして、この応力集中が生じると、この湾曲部周辺部１１０ｄ、１１０ｅが塑性変形してしまうという問題点がある。

この塑性変形が生じると上述した３本の架橋部１１０ｃの撮像素子側への付勢力が減少してしまう。この付勢力が減少した状態において、ホルダ１０８をカバー１０１側（図４の上方側）へ変位させるためにコイル１０７へ所定の電流を供給すると、ホルダ１０８を所定距離変位させるための電流値は正常な場合の電流値よりも小さくなってしまう。このためホルダ１０８の変位の初期応答性における正確な制御が困難になる。

さらに、前記落下衝撃によってホルダ１０８は、カバー１０１側（図４の上方側）と撮像素子側（図４の下方側）の両方向に交互に振動するように変位する。即ち、最初に落下衝撃によってホルダ１０８がカバー１０１の方向へ変位し、次に、上部板バネ１０４の架橋部と下部板バネ１１０の架橋部１１０ｃの反撥力によってホルダ１０８は撮像素子の方向へ引き戻され、さらにホルダ１０８はベース１１１に衝突した反動によりカバー１０１側へ変位する。

このホルダ１０８の振動するような変位が生じると、下部板バネ１１０の架橋部１１０ｃは撓んだり伸びきったりする。下部板バネ１１０の架橋部１１０ｃが撓んだ場合、即ち、ホルダ１０８が撮像素子側へ変位した場合、架橋部１１０ｃの撓みがカバー１０１側に生じると、架橋部１１０ｃの内周縁がコイル１０７の側周面と衝突し、コイル１０７を断線させてしまうという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、衝撃による板バネの架橋部の基部への応力集中を防止し、耐衝撃性に優れたカメラモジュールを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、前記ホルダに設けられているコイルと、前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、前記ホルダを支持する板バネと、前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールにおいて、前記板バネは、外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有し、前記架橋部は、前記外環部と前記内環部の間に形成されているリング状の間隙内において前記外環部の内周縁と前記内環部の外周縁に沿うように延在すると共に、応力集中防止手段を有していることを特徴とする。

請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、前記応力集中手段が、前記架橋部の延在方向に沿って前記架橋部に形成された１以上のスリットであることが好ましい。

請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、前記スリットが、前記架橋部の基部の形状に沿って湾曲するように形成されていることが好ましい。

請求項４記載の発明に係るカメラモジュールは、前記スリットが、前記架橋部の前記外環部側の基部を除く部分に形成されていることが好ましい。

請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、レンズユニットを収容しているホルダを支持する板バネの架橋部が応力集中防止手段を有していることを特徴とする。このカメラモジュールを装着した小型電子機器を誤って落下させ、その落下衝撃によりホルダが大きく変位した場合でも、架橋部に対する応力が応力分散手段により分散され、架橋部の塑性変形を防止することができる。

請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、前記応力集中手段が架橋部の延在方向に沿って架橋部に形成された１以上のスリットであることを特徴とする。この１以上のスリットを形成することにより架橋部が２以上の架橋部分に分割される。前記落下衝撃によりホルダが大きく変位した場合でも、架橋部に対する応力がこれら２以上の架橋部分に分散されるため、架橋部の塑性変形を効率的に防止することができる。

請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、前記スリットが架橋部の基部の形状に沿って湾曲するように形成されていることを特徴とする。このため、前記落下衝撃による架橋部の基部に対する応力が分散され、架橋部の基部における塑性変形を効率的に防止することができる。

請求項４記載の発明に係るカメラモジュールは、前記スリットが架橋部の外環部側の基部を除く部分に形成されていることを特徴とする。架橋部の外環部側基部においてスリットの延在範囲が限定されていることにより、架橋部の撓みが生じる方向を規制することができる。従って、当該スリットの延在範囲の限定により架橋部と他の部材との接触防止を図ることができる。

以下、本発明に係る実施形態のカメラモジュールについて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

本実施形態のカメラモジュールは、カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニット（図示せず）と、前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダ８と、前記ホルダ８に設けられているコイル７と、前記コイル７に磁界を提供するヨーク５及びマグネット６と、前記ホルダ８を支持する上部板バネ２０及び下部板バネ３０と、前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子（図示せず）とを有し、前記上部板バネ２０と下部板バネ３０は、それぞれ外環部２０ａ、３０ａと、前記外環部２０ａ、３０ａに対して変位すると共に前記ホルダ８に固定されている内環部２０ｂ、３０ｂと、前記内環部２０ｂ、３０ｂを前記外環部２０ａ、３０ａに対して支持している複数の架橋部２０ｃ、３０ｃとを有し、前記架橋部２０ｃ、３０ｃは、前記外環部２０ａ、３０ａと前記内環部２０ｂ、３０ｂの間に形成されているリング状の間隙２０ｆ、３０ｆ内において前記外環部２０ａ、３０ａの内周縁と前記内環部２０ｂ、３０ｂの外周縁に沿うように延在すると共に、応力集中防止手段であるスリット２０ｇ、３０ｇを有していることを特徴とする。

最初に図３を参照しつつ本実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１について説明する。なお、撮像素子（図示せず）はベース１０の下方に配置されている。

カバー２とベース１０との間の空間には、レンズユニットを保持するバレル（図示せず）を保持しているホルダ８がレンズユニットの光軸方向へ変位可能に収容されている。

ホルダ８の上下の各円筒縁部には、それぞれ上部板バネ２０の内環部２０ｂと下部板バネ３０の内環部３０ｂが取付けられており、上部板バネ２０の外環部２０ａ（図１参照）はヨーク５の上面に取付けられ、下部板バネ３０の外環部３０ａ（図２参照）はベース１０に取付けられている。

上記ヨーク５には複数のマグネット６が接着されており、アクチュエータ機構１の磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界にコイル７が配置されている。このコイル７はホルダ８の外周に巻回されており、コイル７に電流を供給することによりホルダ８をレンズユニットの光軸方向へ変位させることができる。なお、符号４により示す部材はコイル７へ電流を供給するためのフレキシブルプリント基板であり、符号３により示す部材は上部板バネ２０の内環部２０ｂ（図１参照）上面に装着されるストッパであり、符号９により示す部材は下部板バネ３０とヨーク５の底面との間に装着されるプレートである。

次に、図１を参照しつつ上部板バネ２０について説明する。この上部板バネ２０はベリリウム銅製の金属板を打抜き加工したものであり、リング状の外環部２０ａと、この外環部２０ａと同軸に配置されているリング状の内環部２０ｂを有している。

内環部２０ｂは３本の架橋部２０ｃにより外環部２０ａに支持されている。この架橋部２０ｃは円弧状の形状を有し、外環部２０ａと内環部２０ｂの間に形成されているリング状の間隙２０ｆ内において外環部２０ａの内周縁と内環部２０ｂの外周縁に沿うように延在している。

各架橋部２０ｃは、応力集中防止手段である１本のスリット２０ｇを有している。そして、スリット２０ｇは架橋部２０ｃの基部の形状に沿って湾曲するように形成されており、このスリット２０ｇにより架橋部２０ｃは架橋部分２１と架橋部分２２に分割されている。そして、架橋部分２１と架橋部分２２は、それぞれ２箇所の基部、即ち、外環部２０ａ側の基部と内環部２０ｂ側の基部を有している。

次に、図２を参照しつつ下部板バネ３０について説明する。この下部板バネ３０は上述した上部板バネ２０と略同様の構成を有している。即ち、リング状の外環部３０ａと、この外環部３０ａと同軸に配置されているリング状の内環部３０ｂを有し、内環部３０ｂは３本の架橋部３０ｃにより外環部３０ａに支持されている。架橋部３０ｃは円弧状の形状を有し、外環部３０ａと内環部３０ｂの間に形成されているリング状の間隙３０ｆ内において外環部３０ａの内周縁と内環部３０ｂの外周縁に沿うように延在している。

架橋部３０ｃにも応力集中防止手段であるスリット３０ｇが形成されており、また、スリット３０ｇは架橋部３０ｃの内環部３０ｂ側の基部の形状に沿って湾曲するように形成されている。このスリット３０ｇにより架橋部３０ｃは架橋部分３１と架橋部分３２に分割されている。一方、架橋部３０ｃのスリット３０ｇは外環部３０ａ側の基部を除く部分に形成されているため、この外環部３０ａ側の基部に位置する湾曲部３３においては、架橋部３０ｃは架橋部分３１と架橋部分３２とに分割されていない。

なお、下部板バネ３０がベース１０に取付けられると、その内環部３０ｂがベース１０の中央孔周囲の縁から上方に向かって突出した突出部１０ａ（図３参照）によって上方に押し上げられた状態になる。このため、架橋部３０ｃの弾性力により、架橋部３０ｃは撮像素子側（図３の下方側）にホルダ８を付勢する付勢力（バックテンション）が与えられる。

以下、本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態のカメラモジュールを装着した小型電子機器を誤って落下させた場合、その落下衝撃によりホルダ８が大きく変位するため、上部板バネ２０の架橋部２０ｃと下部板バネ３０の架橋部３０ｃに瞬間的に大きな応力が発生する。

上部板バネ２０の架橋部２０ｃに生じた応力は、架橋部２０ｃを構成している架橋部分２１、２２に分散される。このため、前記落下衝撃による架橋部２０ｃの塑性変形を防止することができる。

また、前記落下衝撃による応力は、架橋部各架橋部分２１、２２の外環部２０ａ側の基部と内環部２０ｂ側の基部に集中する。この応力は、外環部２０ａ側の基部においては、各架橋部分２１、２２の湾曲縁周辺部２１ｄ、２２ｄに分散されるため、当該湾曲縁周辺部２１ｄ、２２ｄにおける塑性変形を効率的に防止することができる。同様に内環部２０ｂ側の基部においては、各架橋部分２１、２２の湾曲縁周辺部２１ｅ、２２ｅに応力が分散され、当該湾曲縁周辺部２１ｅ、２２ｅにおける塑性変形が防止される。

また、下部板バネ３０の架橋部３０ｃに生じた応力は、各架橋部分３１、３２に分散される。この応力は、内環部３０ｂ側の基部においては、各架橋部分３１、３２の湾曲縁周辺部３１ｅ、３２ｅに分散され、当該湾曲縁周辺部３１ｅ、３２ｅにおける塑性変形が防止される。

さらに、架橋部３０ｃの外環部３０ａ側の基部に位置する湾曲部３３はスリット３０ｇが形成されておらず、架橋部３０ｃの他の部分よりも弾性変形がしにくい。従って、湾曲部３３は架橋部分３１、３２を水平に維持しようとするため、架橋部分３１、３２は撮像素子側へ押さえつけられるように付勢される。故に、ホルダ８が変位し架橋部３０ｃが撓んだ場合、この撓みは常に撮像素子側（図３の下方側）に生じ、架橋部３０ｃの内周縁がコイル７の側周面と衝突することを防止することができる。

なお、本実施形態においては、スリット３０ｇが形成されていない湾曲部３３が、架橋部３０ｃとコイル７の側周面との衝突を防止すると説明したが、架橋部３０ｃと他の部材との衝突を防止することも可能である。即ち、架橋部の外環部側基部においてスリットの延在範囲を限定することは、架橋部の撓みが生じる方向を規制するためであり、故に、撓みが生じる方向を規制することにより、架橋部と他の部材との接触防止を図ることもできる。

また、上述した本実施形態の板バネの架橋部に形成されているスリットは１本であるが、このスリットを架橋部の幅方向において２本以上並列するように形成することも可能である。

さらに、スリットは架橋部の延在方向に沿って連続するように形成される必要はなく、断続的なスリットを架橋部の延在方向に沿って列状になるように形成することもできる。

さらに、スリットは必ずしも一定の幅に形成されている必要はなく、応力集中防止手段としての機能を果たすのであれば様々な形状を採ることができる。

さらに、上述した本実施形態のカメラモジュールでは、上部板バネ２０と下部板バネ３０の２枚の板バネが使用されているが、本発明の応力防止手段は１枚又は３枚以上の板バネを備えているカメラモジュールにおいても適用することができ、板バネの枚数によって本願の特許請求の範囲が限定されることはない。

本発明に係る実施形態のカメラモジュールに用いられる上部板バネ２０の平面図である。 本発明に係る実施形態のカメラモジュールに用いられる下部板バネ３０の平面図である。 本発明に係る実施形態のカメラモジュールのアクチュエータ機構１の分解斜視図である。 従来のカメラモジュールのアクチュエータ機構１００の分解斜視図である。 図４に示すアクチュエータ機構１００の下部板バネ１１０の平面図である。

符号の説明

１、１００ アクチュエータ機構
２、１０１ カバー
３、１０２ ストッパ
４、１０３ フレキシブルプリント基板
５、１０５ ヨーク
６、１０６ マグネット
７、１０７ コイル
８、１０８ ホルダ
９、１０９ プレート
１０、１１１ ベース
１０ａ、１１１ａ 突出部
２０、１０４ 上部板バネ
２０ａ、３０ａ、１０４ａ、１１０ａ 外環部
２０ｂ、３０ｂ、１０４ｂ、１１０ｂ 内環部
２０ｃ、３０ｃ、１０４ｃ、１１０ｃ 架橋部
２１ｄ、２２ｄ、２１ｅ、２２ｅ、３１ｅ、３２ｅ、１１０ｄ、１１０ｅ 湾曲縁周辺部
２０ｇ、３０ｇ スリット
２０ｆ、３０ｆ、１１０ｆ 間隙
２１、２２、３１、３２ 架橋部分
３０、１１０ 下部板バネ
３３ 湾曲部

Claims (4)

1. カメラモジュールの光学系を構成するレンズユニットと、
   前記レンズユニットを収容すると共に前記レンズユニットの光軸方向に沿って移動可能なホルダと、
   前記ホルダに設けられているコイルと、
   前記コイルに磁界を提供するヨーク及びマグネットと、
   前記ホルダを支持する板バネと、
   前記レンズユニットの下方に配置されている撮像素子とを有するカメラモジュールにおいて、
   前記板バネは、外環部と、前記外環部に対して変位すると共に前記ホルダに固定されている内環部と、前記内環部を前記外環部に対して支持している複数の架橋部とを有し、
   前記架橋部は、前記外環部と前記内環部の間に形成されているリング状の間隙内において前記外環部の内周縁と前記内環部の外周縁に沿うように延在すると共に、応力集中防止手段を有していることを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記応力集中手段は、前記架橋部の延在方向に沿って前記架橋部に形成された１以上のスリットである請求項１記載のカメラモジュール。
3. 前記スリットは、前記架橋部の基部の形状に沿って湾曲するように形成されている請求項２記載のカメラモジュール。
4. 前記スリットは、前記架橋部の前記外環部側の基部を除く部分に形成されている請求項２記載のカメラモジュール。
   

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