JP2009115895A - The camera module - Google Patents
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Abstract
【課題】落下時の衝撃が加わってもレンズを保持するばね部材の損傷を回避できるカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】レンズ3と、レンズ3を光軸方向の初期位置へ弾性付勢する圧縮コイルばね4と、圧縮コイルばね4の付勢力に抗する電磁力を生起してレンズ3を光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段(コイル6やマグネット7)と、この電磁駆動手段に供給される駆動電流を制御することによってレンズ3を所定位置へ移動させる制御手段とを備えたカメラモジュールにおいて、制御手段に落下状態を検出可能な加速度センサ5を付設し、レンズ3に電磁力が作用しているときに加速度センサ5が落下状態を検出すると、その検出信号に基づいて制御手段が電磁駆動手段を制御(例えばコイル6に対する駆動電流の供給を遮断したり、該電流の向きを逆転させるなど)して、ばね部材4の弾性変形量を低減させるようにした。
【選択図】図2A camera module capable of avoiding damage to a spring member that holds a lens even when an impact at the time of dropping is applied.
A lens, a compression coil spring that elastically biases the lens to an initial position in the optical axis direction, and an electromagnetic force that resists the biasing force of the compression coil spring are generated to cause the lens to move in the optical axis direction. In a camera module comprising electromagnetic drive means (coil 6 or magnet 7) that can be driven to the right and control means for moving the lens 3 to a predetermined position by controlling the drive current supplied to the electromagnetic drive means. The acceleration sensor 5 capable of detecting the fall state is attached to the means, and when the acceleration sensor 5 detects the fall state when the electromagnetic force is acting on the lens 3, the control means sets the electromagnetic drive means based on the detection signal. The amount of elastic deformation of the spring member 4 is reduced by controlling (for example, cutting off the supply of drive current to the coil 6 or reversing the direction of the current).
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、ばね部材の付勢力に抗する電磁力でレンズを移動させることによってオートフォーカス動作を行うカメラモジュールに係り、特に、落下時の衝撃によるばね部材の損傷に配慮したカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a camera module that performs an autofocus operation by moving a lens with an electromagnetic force that resists an urging force of a spring member, and more particularly to a camera module that takes into account damage to a spring member due to an impact when dropped.
従来より、携帯電話等の小型電子機器に搭載されるカメラモジュールのレンズ駆動方式として、ばね部材の付勢力に抗する電磁力でレンズを移動させることによってオートフォーカス動作を行うという技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a lens driving method for a camera module mounted on a small electronic device such as a mobile phone, a technique of performing an autofocus operation by moving a lens with an electromagnetic force that resists the biasing force of a spring member is known. (For example, refer to Patent Document 1).
この種のレンズ駆動方式を採用したカメラモジュールには、レンズを光軸方向の初期位置へ弾性付勢する圧縮コイルばねや板ばね等のばね部材と、該ばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起してレンズを光軸方向へ駆動可能なコイルやマグネットを含む電磁駆動手段と、該電磁駆動手段に供給される駆動電流を制御することによってレンズを所定位置へ移動させる制御手段とが具備されている。その動作原理について簡単に説明すると、電磁駆動手段のコイルへ通電されていないとき、ばね部材はレンズを初期位置に保持しているが、電源から電磁駆動手段のコイルへ駆動電流が供給されると、ばね部材の付勢力に抗する電磁力が生起されてコイルがレンズと一体的に光軸方向へ移動する。そのため、駆動電流の大きさを制御手段で制御することによって、レンズを光軸上の所望の位置へ移動させるというオートフォーカス動作が行えるようになっている。
ところで、前述したレンズ駆動方式を採用しているカメラモジュールにおいて、レンズを保持しているばね部材を大きく弾性変形させているときに光軸方向に強い衝撃が加わると、このばね部材が弾性の比例限界を越えて変形して元に戻らなくなる危険性が高い。すなわち、この種のカメラモジュールを搭載した携帯電話等の小型電子機器をユーザが誤って落下させたときに、そのカメラモジュールのレンズが初期位置から大きく離れた位置に移動されていると、落下による衝撃でばね部材が自身の比例限界を越えて過度に変形してしまう虞がある。そして、比例限界を越えて変形してしまったばね部材は所謂へたりを生じてしまうため、以後、オートフォーカス動作を正常に行うことが困難となる。 By the way, in the camera module adopting the lens driving method described above, if a strong impact is applied in the optical axis direction when the spring member holding the lens is largely elastically deformed, the spring member is proportional to the elasticity. There is a high risk that it will be deformed beyond the limit and cannot be restored. That is, when a user accidentally drops a small electronic device such as a mobile phone equipped with this type of camera module, if the lens of the camera module is moved to a position far away from the initial position, There is a risk that the spring member will deform excessively beyond its proportional limit due to impact. Then, since the spring member that has been deformed beyond the proportional limit causes a so-called sag, it is difficult to perform the autofocus operation normally thereafter.
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、落下時の衝撃が加わってもレンズを保持するばね部材の損傷を回避できるカメラモジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the actual situation of the prior art, and an object of the present invention is to provide a camera module capable of avoiding damage to a spring member that holds a lens even when an impact at the time of dropping is applied. is there.
上記の目的を達成するため、本発明は、レンズと、このレンズを光軸方向の初期位置に弾性付勢するばね部材と、このばね部材の付勢力に抗する電磁力を生起して前記レンズを光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段と、この電磁駆動手段に供給される駆動電流を制御する制御手段と、この制御手段に接続された加速度センサとを備え、前記加速度センサが落下状態を検出したとき、その検出信号に基づいて前記制御手段が前記電磁駆動手段の駆動電流を制御して前記ばね部材の弾性変形量を低減させるように構成した。 In order to achieve the above object, the present invention provides a lens, a spring member that elastically biases the lens to an initial position in the optical axis direction, and an electromagnetic force that resists the biasing force of the spring member. An electromagnetic drive means capable of driving the optical drive in the direction of the optical axis, a control means for controlling the drive current supplied to the electromagnetic drive means, and an acceleration sensor connected to the control means. When detected, the control means controls the drive current of the electromagnetic drive means based on the detection signal to reduce the amount of elastic deformation of the spring member.
このように構成されたカメラモジュールでは、レンズに電磁力が作用して例えば初期位置から最も離れたオートフォーカス位置にあるときに、落下状態になったことを加速度センサが検出すると、制御手段が電磁駆動手段の駆動電流を制御してばね部材の弾性変形量を低減させるため、大きく弾性変形したばね部材を変形前の状態に戻すことができる。それゆえ、ばね部材が弾性の比例限界を越えて過度に変形する危険性がなくなり、落下時の衝撃が加わってもばね部材の損傷を回避できて、カメラモジュールの耐衝撃性を向上させることができる。 In the camera module configured as described above, when the acceleration sensor detects that the lens is in a falling state when the electromagnetic force acts on the lens, for example, at the autofocus position farthest from the initial position, the control means Since the amount of elastic deformation of the spring member is reduced by controlling the drive current of the drive means, the spring member that has been greatly elastically deformed can be returned to the state before deformation. Therefore, there is no risk of the spring member being deformed excessively beyond the proportional limit of elasticity, and damage to the spring member can be avoided even when an impact at the time of dropping is applied, and the impact resistance of the camera module can be improved. it can.
制御手段が電磁駆動手段の駆動電流を制御してばね部材の弾性変形量を低減させる具体的手段として、例えば、制御手段が駆動電流を遮断してばね部材を弾性復帰させるように構成しておけば良く、こうすることによってレンズ駆動機構の回路構成を単純化できる。あるいは、制御手段が駆動電流の向きを逆転させてばね部材の弾性変形量を強制的に低減させるように構成しても良く、こうすることによってばね部材の弾性変形量を迅速に低減させることができる。 As a specific means for the control means to control the drive current of the electromagnetic drive means to reduce the amount of elastic deformation of the spring member, for example, the control means can be configured to cut off the drive current and elastically return the spring member. In this way, the circuit configuration of the lens driving mechanism can be simplified. Alternatively, the control means may be configured to forcibly reduce the amount of elastic deformation of the spring member by reversing the direction of the drive current, whereby the amount of elastic deformation of the spring member can be quickly reduced. it can.
本発明のカメラモジュールによれば、レンズに電磁力が作用している状態で落下状態になったことを加速度センサが検出すると、制御手段が電磁駆動手段の駆動電流を遮断させたり電流の向きを逆転させてばね部材の弾性変形量を低減させるため、大きく弾性変形したばね部材を変形前の状態に戻すことができる。それゆえ、ばね部材が弾性の比例限界を越えて過度に変形する危険性がなくなり、落下時の衝撃が加わってもばね部材の損傷を回避できて、カメラモジュールの耐衝撃性を向上させることができる。 According to the camera module of the present invention, when the acceleration sensor detects that the lens has fallen while the electromagnetic force is acting on the lens, the control means cuts off the drive current of the electromagnetic drive means or changes the direction of the current. Since the amount of elastic deformation of the spring member is reduced by reverse rotation, the spring member that has been greatly elastically deformed can be returned to the state before deformation. Therefore, there is no risk of the spring member being deformed excessively beyond the proportional limit of elasticity, and damage to the spring member can be avoided even when an impact at the time of dropping is applied, and the impact resistance of the camera module can be improved. it can.
発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図1は本発明の第1実施形態例に係るカメラモジュールのレンズが初期位置にある状態を示す説明図、図2は該レンズがオートフォーカス位置にある状態を示す説明図、図3は該カメラモジュールのレンズ駆動機構の回路構成を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing a state in which a lens of a camera module according to a first embodiment of the present invention is in an initial position, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a circuit configuration of a lens driving mechanism of the camera module.
これらの図に示すカメラモジュールは回路基板1上に搭載されており、キャリア2に担持されたレンズ3と、キャリア2を保持してレンズ3を光軸方向の初期位置に弾性付勢する圧縮コイルばね4と、圧縮コイルばね4の付勢力に抗する電磁力を生起してレンズ3を光軸方向へ駆動可能な電磁駆動手段と、この電磁駆動手段に供給される駆動電流を制御する制御手段と、この制御手段に付設された加速度センサ5とを備えている。
The camera module shown in these drawings is mounted on a
電磁駆動手段には、キャリア2に固定されたコイル6と、径方向に磁化されてコイル6を囲繞するマグネット7と、図示せぬヨークとが含まれており、電源(Vcc)からコイル6に駆動電流が供給されると公知の電磁力が生起されるようになっている。また、制御手段には加速度センサ5のほかに、コイル6に供給される駆動電流を変化させる電流制御ドライバ8と、この電流制御ドライバ8に制御信号を出力するマイコン内蔵の主制御部9とが含まれており、加速度センサ5の検出信号は主制御部9に出力される。そして、電磁駆動手段の電磁力がレンズ3に作用しているときに加速度センサ5がカメラモジュールの落下を検出すると、その検出信号に基づいて主制御部9がコイル6への通電を直ちに遮断させるべく電流制御ドライバ8を制御して、駆動電流がコイル6に流れなくなるように設定されている。なお、図3中に示す矢印は、電源(Vcc)からコイル6に供給される駆動電流の流れる向きを示している。
The electromagnetic driving means includes a
このように構成されたカメラモジュールにおいて、コイル6へ通電されていないときには、図1に示すように、レンズ3は圧縮コイルばね4の付勢力によって初期位置に保持されており、圧縮コイルばね4は弾性変形する前の圧縮状態にある。また、オートフォーカス動作時には電源(Vcc)から電磁駆動手段のコイル6へ駆動電流が供給されるため、図2に示すように、圧縮コイルばね4の付勢力に抗する電磁力が生起されてコイル6がキャリア2と一体的に光軸方向へ移動し、レンズ3がオートフォーカス位置へ移動して圧縮コイルばね4が比例限界の範囲内で伸長する。このとき、コイル6へ供給される駆動電流の大きさは主制御部9によって制御される。なお、オートフォーカス位置にあるレンズ3を初期位置へ戻す際には、コイル6への通電を遮断して電磁力を消失させることによって圧縮コイルばね4を弾性復帰させる。
In the camera module configured as described above, when the
以上説明したように、本実施形態例に係るカメラモジュールは、落下状態を検出可能な加速度センサ5を備えており、電磁駆動手段の電磁力がレンズ3に作用しているとき、例えばレンズ3が初期位置から大きく離れたオートフォーカス位置にあるときに、カメラモジュールが落下状態になったことを加速度センサ5が検出すると、主制御部9の制御によってコイル6への通電が直ちに遮断されるように構成されているため、落下による衝撃が加わる前に圧縮コイルばね4を初期状態に戻して、その弾性変形量を大幅に低減することができる。そのため、落下時の衝撃が加わっても圧縮コイルばね4の損傷を回避することができ、耐衝撃性に優れたカメラモジュールが実現されている。また、このカメラモジュールを従来の一般的なものと比較した場合、加速度センサ5のほかに特別な部品を追加する必要がなく、レンズ駆動機構の回路構成の変更もほとんど必要ないため、コスト面でも有利である。
As described above, the camera module according to the present embodiment includes the
なお、上記の第1実施形態例では、レンズ3を光軸方向の初期位置へ弾性付勢するばね部材として圧縮コイルばね4を用いているが、圧縮コイルばね4の代わりに板ばね等のばね部材を用いても良い。
In the first embodiment, the compression coil spring 4 is used as a spring member that elastically biases the
図4は本発明の第2実施形態例に係るカメラモジュールのレンズ駆動機構の回路構成を示す説明図であり、図3と対応する部分には同一符号が付してあるため重複する説明は省略する。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the circuit configuration of the lens driving mechanism of the camera module according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG. To do.
図4に示すカメラモジュールのレンズ駆動機構には3個の電子スイッチ10,11,12が付設されており、これら電子スイッチ10〜12のオン・オフ切換え制御は主制御部9によって行われる。そして、電磁駆動手段の電磁力がレンズに作用しているとき、例えばレンズ3が初期位置から大きく離れたオートフォーカス位置にあるときに、カメラモジュールが落下状態になったことを加速度センサ5が検出すると、その検出信号に基づいて主制御部9が電源(Vcc)からコイル6へ供給される駆動電流の向きを逆転させるようになっている。
Three
具体的には、加速度センサ5がカメラモジュールの落下を検出しない通常時において、電子スイッチ10,11,12はそれぞれオン、オフ、オフに設定されているため、電源からコイル6へ供給される駆動電流は図4中に実線矢印で示す向きに流れる。しかるに、電磁駆動手段の電磁力がレンズに作用しているときに加速度センサ5がカメラモジュールの落下を検出すると、主制御部9が電子スイッチ10,11,12をそれぞれオフ、オン、オンに切り換えるため、図4中に破線矢印で示す向きに駆動電流が流れて電磁力の向きが逆転し、レンズが初期位置へ向けて移動されるのに伴い、該レンズを保持する圧縮コイルばね等のばね部材の弾性変形量が強制的かつ迅速に低減されるようになっている。そのため、この第2実施形態例に係るカメラモジュールは、ばね部材を落下時の衝撃から保護する効果が前述した第1実施形態例と比べて高まっている。
Specifically, in a normal time when the
なお、上記の第2実施形態例では、主制御部9に制御される3個の電子スイッチ10〜12を配設することによって駆動電流の向きを逆転させるようにしているが、他の回路構成によって駆動電流の向きを逆転させるようにしても良い。
In the second embodiment described above, the direction of the drive current is reversed by disposing the three
1 回路基板
3 レンズ
4 圧縮コイルばね(ばね部材)
5 加速度センサ
6 コイル(電磁駆動手段)
7 マグネット(電磁駆動手段)
8 電流制御ドライバ(制御手段)
9 主制御部(制御手段)
10〜12 電子スイッチ
1
5
7 Magnet (Electromagnetic drive means)
8 Current control driver (control means)
9 Main control unit (control means)
10-12 electronic switch
Claims (3)
前記加速度センサが落下状態を検出したとき、その検出信号に基づいて前記制御手段が前記電磁駆動手段の駆動電流を制御して前記ばね部材の弾性変形量を低減させるように構成したことを特徴とするカメラモジュール。 A lens, a spring member that elastically biases the lens to an initial position in the optical axis direction, and an electromagnetic drive unit that can drive the lens in the optical axis direction by generating an electromagnetic force that resists the biasing force of the spring member A control means for controlling the drive current supplied to the electromagnetic drive means, and an acceleration sensor connected to the control means,
When the acceleration sensor detects a fall state, the control means controls the drive current of the electromagnetic drive means based on the detection signal to reduce the amount of elastic deformation of the spring member. Camera module.
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