JP2009186650A - カメラモジュール及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルに通電してから所定の位置で鏡枠が安定するまでの時間を短縮でき、これにより、撮影チャンスを逃すことのないカメラモジュールを得て、使用感に優れた携帯端末を得る。
【解決手段】被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、コイル及びマグネットを有しコイルに通電して生じる電磁力により撮像光学系の光軸方向に鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、鏡枠の撮像光学系の光軸方向前方と後方の２箇所に取り付けられた板状のバネ部材とを有するカメラモジュールにおいて、鏡枠の２箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方は、複数のバネ部材で構成されたカメラモジュールとする。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯端末に内蔵されるに好適な小型のカメラモジュールに関するものである。

従来より、携帯電話機等の携帯端末に、小型で薄型のカメラモジュールが搭載されており、撮影のみならず、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。このようなカメラモジュールにおいても、オートフォーカス撮影を可能とすべく撮影レンズ群を光軸に沿って移動させるためのレンズ駆動部を備えたものがある。

このようなカメラモジュールのレンズ駆動装置として、鏡枠の前方と後方の２箇所に板状のバネ部材を取り付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２０１５２５号公報

携帯電話機等に内蔵されるカメラモジュールのレンズ駆動部としては、コイル及びマグネットを有し、コイルに通電して生じる電磁力を用いて鏡枠を移動させる、所謂ボイスコイルモータが用いられていることが多く、鏡枠前後に配置された板バネで保持及び付勢がなされている。

図８は、従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。

同図に示すように、撮像光学系１０を保持する鏡枠２２の外側には、コイル３３が巻き回されており、このコイル３３に対向してマグネット３２が配置されている。マグネット３２は、コの字状のヨーク３１に保持されている。

鏡枠２２は、光軸Ｏ方向に移動可能となされ、鏡枠２２の被写体側には板バネ２３が、撮像素子側には板バネ２４が配置され、鏡枠２２を保持すると共に、鏡枠２２を撮像素子側に付勢している。板バネ２３の内側部は鏡枠２２の被写体側の端部に固定されており、外側部は上側筐体１１に固定されている。板バネ２４の内側部は鏡枠２２の撮像素子側の端部に固定されており、外側部は下側筐体１２に固定されている。

コイル３３に通電されていない状態では、鏡枠２２は、この付勢力により下側筐体１２に当接して停止した状態となる。コイル３３に通電がなされると、電磁力により鏡枠２２は、光軸方向の被写体側に移動する。

図９は、図８に示す従来のカメラモジュールのレンズ駆動時の鏡枠の挙動を示す図である。同図（ａ）はコイルへの通電の状態を示す図であり、同図（ｂ）はコイルに通電した際の鏡枠の挙動を示す模式図である。

同図（ａ）に示すように、コイルに所定の電流量が通電されると、鏡枠は光軸方向への移動を開始するが、慣性及びバネによる保持のため同図（ｂ）に示すように振動し、目標位置で停止するまでに多くの時間を要する。撮影は、鏡枠即ち撮像光学系が目標位置の所定範囲内となるように安定した状態で行う必要があり、撮影者がレリーズ釦に相当する釦の操作をおこなってから、実際に露光が行われるまでに大きなタイムラグを生じることになる。このため、動体等の撮影では撮影チャンスを逃し、思い通りの画像が得られなかったりすることになる。

本発明は、上記問題に鑑み、コイルに通電してから所定の位置で鏡枠が安定するまでの時間を短縮でき、これにより、撮影チャンスを逃すことのないカメラモジュールを得て、使用感に優れた携帯端末を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１） 被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、コイル及びマグネットを有しコイルに通電して生じる電磁力により前記撮像光学系の光軸方向に前記鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、前記鏡枠の前記撮像光学系の光軸方向前方と後方の２箇所に取り付けられた板状のバネ部材とを有するカメラモジュールにおいて、前記鏡枠の２箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方は、複数のバネ部材で構成されていることを特徴とするカメラモジュール。

２） 前記複数のバネ部材は、同じ材料で形成されていることを特徴とする１）に記載のカメラモジュール。

３） 前記複数のバネ部材は、異なる材料で形成されていることを特徴とする１）に記載のカメラモジュール。

４） １）〜３）のいずれかに記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする携帯端末。

即ち、本願発明は、鏡枠移動時の過渡的な振動は、鏡枠の前後に取り付けられるバネの少なくとも一方を複数枚のバネ部材で構成するとダンピング効果を有することを見出し、なされた発明である。板バネを重ねて組み付けることで、鏡枠の移動時にバネ相互が擦れ合うことになり、この擦れる際の摩擦力がダンパーとして働くと推察される。

本発明によれば、コイルに通電してから所定の位置で鏡枠が安定するまでの時間を短縮でき、これにより、撮影チャンスを逃すことのないカメラモジュールを得ることができ、使用感に優れた携帯端末を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係るカメラモジュール５０の一例を示す断面図である。図２は、図１に示すカメラモジュール５０の分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、撮像光学系１０を保持する鏡枠２２の外側には、コイル３３が円環状に巻き回されており、このコイル３３に対向してマグネット３２が配置されている。マグネット３２は、断面がコの字状のヨーク３１に保持されている。

鏡枠２２は、光軸Ｏ方向に移動可能となされ、鏡枠２２の被写体側には、２枚の板バネ２３Ａ及び２３Ｂが重ねて配置され、撮像素子側には１枚の板バネ２４が配置されて鏡枠２２を保持すると共に、鏡枠２２を撮像素子側に付勢している。

板バネ２３Ａの内側部２３Ａｕは鏡枠２２の被写体側の端部に固着されている。また、板バネ２３Ａ、２３Ｂの外側部２３Ａｓ、２３Ｂｓは上側筐体１１に固着されている。板バネ２４の内側部２４ｕは鏡枠２２の撮像素子側の端部に固着されており、外側部２４ｓは下側筐体１２に固着されている。なお、不図示であるが下側筐体１２には、撮像素子を実装した基板が組み付けられる。

コイル３３に通電されていない状態では、鏡枠２２は、板バネの付勢力により下側筐体１２に当接して停止した状態となる。コイル３３に通電がなされると、電磁力により鏡枠２２は、光軸方向の被写体側に移動可能になっている。

図３は、本実施の形態に係るカメラモジュール５０の他の例を示す断面図である。同図に示すカメラモジュールについては、図１に示したものと異なる部分についてのみ説明する。

同図に示すカメラモジュール５０の鏡枠２２は、鏡枠２２の撮像素子側に２枚の板バネ２４Ａ及び２４Ｂが重ねて配置され、被写体側には１枚の板バネ２３が配置されて鏡枠２２を保持すると共に、鏡枠２２を撮像素子側に付勢している。板バネ２４Ａ、２４Ｂの内側部は鏡枠２２の撮像素子側の端部に固着されており、外側部は下側筐体１２に固着されている。板バネ２３の内側部は鏡枠２２の被写体側の端部に固着されており、外側部は上側筐体１１に固着されている。なお、不図示であるが下側筐体１２には、撮像素子を実装した基板が組み付けられる。

図１に示すカメラモジュールは、鏡枠２２の被写体側に複数の板バネを取り付けたものであり、図３に示すカメラモジュールは、鏡枠２２の撮像素子側に複数の板バネを取り付けたものである。なお、これらに限らず、鏡枠２２の被写体側及び撮像素子側の双方に複数の板バネを取り付けたものであってもよい。

このように、鏡枠の撮像光学系の光軸方向前方と後方の２箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方を、複数のバネ部材で構成することで、コイルに通電してから所定の移動後の位置で鏡枠が安定するまでの時間を、従来のカメラモジュールよりも大幅に短縮することが可能となる。

これは、板バネを重ねて組み付けることで、鏡枠の移動時にはバネ相互が擦れ合うことになり、この擦れる際の摩擦力がダンパーとして働くと推察される。

図４は、本実施の形態に係るカメラモジュール５０を備えた携帯端末の一例である携帯電話機１００の外観図である。

同図に示す携帯電話機１００は、表示画面Ｄ１及びＤ２を備えたケースとしての上筐体７１と、入力部である操作ボタン６０を備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。カメラモジュール５０は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されており、カメラモジュール５０が上筐体７１の外表面側から光を取り込めるよう配置されている。

なお、このカメラモジュールの位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではないのは、勿論である。

図５は、携帯電話機１００の制御ブロック図である。

同図に示すように、カメラモジュール５０は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１へ出力する。

一方、携帯電話機１００は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等を指示入力するための入力部である操作ボタン６０と、所定のデータ表示や撮像した画像を表示する表示画面Ｄ１、Ｄ２と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１により実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、カメラモジュール５０による画像データ等を一時的に格納したり、作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２を備えている。

また、カメラモジュール５０から入力された画像信号は、携帯電話機１００の制御部１０１により、不揮発性記憶部（フラッシュメモリ）９３に記憶されたり、或いは表示画面Ｄ１、Ｄ２に表示されたり、更には、無線通信部８０を介し画像情報として外部へ送信されるようになっている。

本実施の形態に係るカメラモジュールと、従来のカメラモジュールについて、コイルに通電してから移動後の位置（所定の目標位置）で鏡枠が安定するまでの時間を測定した。

実験は、比較例として従来のカメラモジュール１種、本発明に係る実施例６種の計７種について行った。

以下、実験条件について説明する。

（バネの枚数及び材料）
比較例及び実施例１〜６に用いたバネの枚数及び材料は以下の（表１）に示す組み合わせである。

なお、（表１）のベリリウム銅はＣ１７２０、リン青銅はＣ５２１０、ステンレスはＳＵＳ３０４、樹脂シートはポリエステルフィルムをそれぞれ使用した。

図６は、使用したバネ形状を示す平面図である。同図（ａ）は鏡枠の被写体側に配置した金属製の板バネの形状を示し、同図（ｂ）は鏡枠の撮像素子側に配置した金属製の板バネの形状を示すものであり、同図（ｃ）は樹脂シートの形状を示している。

また、可動部の質量、すなわち鏡枠及び撮像光学系の質量は０．２３ｇであった。

（測定条件）
コイルに通電してから、鏡枠が移動し安定するまでの時間は、移動ストローク（０．０８ｍｍ）に対し、振動振幅が移動ストロークの±２０％以下（±０．０１６ｍｍ）になるまでの時間とした。

図７は、上述の安定するまでの時間の測定条件を示す図である。同図に示すように、目標位置までの移動ストロークをＬとすると、振幅が±０．２Ｌ以下となるまでの時間を安定するまでの時間として測定した。

（表２）に、比較例及び実施例１〜６のそれぞれの、コイルに通電してから安定するまでの時間の測定値を示す。

（表２）に示すように、鏡枠の前後に１枚づつ板バネを配置した比較例と比べ、前後のいずれか一方が２枚のバネ部材で構成した実施例１、２、３、５、６及び、双方に２枚づつのバネ部材で構成した実施例４のいずれもが、比較例に比べ、安定するまでの時間を大幅に短縮できることがわかる。

即ち、鏡枠の２箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方を、複数のバネ部材で構成することで、鏡枠移動時の過渡的な振動を抑えることができ、所定の位置で安定するまでの時間を短縮することが可能となる。

本実施の形態に係るカメラモジュールの一例を示す断面図である。 図１に示すカメラモジュールの分解斜視図である。 本実施の形態に係るカメラモジュールの他の例を示す断面図である。 本実施の形態に係るカメラモジュールを備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。 携帯電話機の制御ブロック図である。 使用したバネ形状を示す平面図である。 安定するまでの時間の測定条件を示す図である。 従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。 図８に示す従来のカメラモジュールのレンズ駆動時の鏡枠の挙動を示す図である。

符号の説明

１０ 撮像光学系
１１ 上側筐体
１２ 下側筐体
２２ 鏡枠
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２４、２４Ａ、２４Ｂ 板バネ
３１ ヨーク
３２ マグネット
３３ コイル
５０ カメラモジュール
１００ 携帯電話機
Ｏ 光軸

Claims (4)

1. 被写体光を導く撮像光学系を保持する鏡枠と、コイル及びマグネットを有しコイルに通電して生じる電磁力により前記撮像光学系の光軸方向に前記鏡枠を移動させるレンズ駆動部と、前記鏡枠の前記撮像光学系の光軸方向前方と後方の２箇所に取り付けられた板状のバネ部材とを有するカメラモジュールにおいて、
   前記鏡枠の２箇所に取り付けられたバネ部材の少なくとも一方は、複数のバネ部材で構成されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記複数のバネ部材は、同じ材料で形成されてい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. 前記複数のバネ部材は、異なる材料で形成されてい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。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする携帯端末。

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