JP4992444B2

JP4992444B2 - カメラモジュール

Info

Publication number: JP4992444B2
Application number: JP2007024540A
Authority: JP
Inventors: 俊彦本間
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: US20080186601A1; JP2008191332A; US7652833B2; USRE44371E1

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、オートフォーカスおよびズームを目的として、コイルに流れる電流により発生する磁界と、マグネットによる磁界との相互作用によって、光軸方向にレンズを移動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。また、最近では、携帯電話に搭載されている小型のカメラにおいて、カメラモジュールの更なる小型化が要求されている。

従来のカメラモジュールのオートフォーカス用のアクチュエータ機構を図４に示す。このアクチュエータ機構１００は、レンズユニット（図示せず）を収容するホルダ１０３と、ホルダ１０３に巻回されているコイル１０１と、矩形状のベース１０４と、ベース１０４の四隅に配設されている４つのマグネット１０２と、ホルダ１０３を弾性支持するバネ１０５とを有している。

このアクチュエータ機構１００では、ホルダ１０３に設けられているコイル１０１へ電流を供給することにより、４つのマグネット１０２に形成された磁界との反撥力を得、また、バネ１０５の弾発力を利用することにより、ホルダ１０３が図４の図面上下方向へ移動しオートフォーカスが実行される。

上記のようなアクチュエータ機構１００を備えたカメラモジュールとして特許文献１に開示されているようなカメラモジュールがある。

登録実用新案第3124292号公報

上記のカメラモジュールのアクチュエータ機構１００は矩形状のベース１０４の四隅に配設されている４つのマグネット１０２を有しているが、カメラモジュール全体の小型化を図ろうとすると各マグネット１０２の板厚を十分に確保できないという問題点がある。マグネット１０２の板厚が薄くなるとＮ極とＳ極との間の距離が短縮されてしまうために減磁しやすくなるためである。

さらに、このアクチュエータ機構１００はバネ１０５を用いることによりマグネット１０２の小型化による磁界強度の低下を補っているが、カメラモジュール全体のさらなる小型化を図った場合、バネ１０５を設置するスペースを確保できなくなるという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、カメラモジュールの小型化を図った場合においても、十分なホルダへの駆動力を確保することができるカメラモジュールを提供することを目的とする。

本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カメラモジュールの光軸方向に沿って移動可能な筒状のホルダと、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少なくとも４つの平板状のマグネットと、前記ホルダを支持する板バネと、前記ヨークと前記板バネとを支持するベースとを有し、前記ベースの水平断面形状は、四隅に角部を有する略正方形であり、前記ヨークの水平断面形状は、外側辺部ヨーク片と前記ベースの前記角部に対応する外側角部ヨーク片が交互に配設されてなる略８角形であり、前記ヨークは、前記外側角部ヨーク片の内側に設けられた複数の内側ヨーク片を有し、前記マグネットは、それぞれ、前記外側角部ヨーク片と前記内側ヨーク片との間に設けられ、前記コイルは、前記マグネットと前記内側ヨーク片との間に位置していることを特徴とする。

さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記外側辺部ヨーク片の内側に設けられている４つのマグネットを有することが好ましい。

さらに、本発明に係るカメラモジュールにおいて、前記コイルは、略８角形の水平断面形状を有することが好ましい。
さらに、本発明に係るカメラモジュールにおいて、前記外側角部ヨーク片、前記外側辺部ヨーク片および前記内側ヨーク片は、一体となって形成されていることが好ましい。
さらに、本発明に係るカメラモジュールにおいて、前記外側角部ヨーク片の長さは、前記外側辺部ヨーク片の長さよりも短いことが好ましい。

請求項１記載の発明に係るカメラモジュールにおいて、ベースの水平断面形状は、四隅に角部を有する略正方形であり、ヨークの水平断面形状は、外側辺部ヨーク片とベースの角部に対応する外側角部ヨーク片が交互に配設されてなる略８角形である。また、ヨークは、外側角部ヨーク片の内側に配設された複数の内側ヨーク片を有する。また、少なくとも４つの平板状のマグネットは、それぞれ、外側角部ヨーク片と内側ヨーク片との間に設けられ、コイルは、マグネットと内側ヨーク片との間に位置している。このように、コイルをマグネットと内側ヨーク片との間に形成される強い磁界内に位置させることによって、ホルダへの強い駆動力を得ることができる。さらに、ヨークの水平断面形状を略８角形とするとともに、外側角部ヨーク片をベースの角部に対応させて配置することにより、その外側角部ヨーク片の内側に、内側ヨーク片を配設するためのスペースを確保することができる。このため、カメラモジュールの全体形状をベースの形状に合わせて直方体形状とした場合においても、内側ヨーク片を設けるためにスペースを用意する必要がなくなる。その結果、カメラモジュールの内部空間に無駄なスペースが生じにくく、カメラモジュール全体の小型化を図ることができる。

請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、さらに、外側辺部ヨーク片の内側に設けられている４つのマグネットを有する。このため、コイルがその全周に渡り、少なくとも８つのマグネットが形成する磁界に近接して配置されるため、ホルダへのより強い駆動力を得ることができる。

請求項３記載の発明に係るカメラモジュールにおいて、コイルは、略８角形の水平断面形状を有する。従来のカメラモジュールのように円筒状のコイルを用いた場合、平板状のマグネットと組み合わせると、コイルの円周面に応じてコイルとマグネットとの距離が離間してしまう。それに対して、請求項３記載の発明に係るカメラモジュールのように、略８角形の水平断面形状を有するコイルを用いた場合、平板状のマグネットと組み合わせても、コイルとマグネットとの距離を一定に保つことができる。

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のアクチュエータ機構１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カメラモジュールの光軸方向に沿って移動可能な（円）筒状のホルダ９と、前記ホルダ９に設けられているコイル８と、前記コイル８に磁界を提供するヨーク６及び計８つの平板状の第１及び第２マグネット７ａ、７ｂと、前記ホルダ９を支持する上部板バネ５及び下部板バネ１１と、前記ヨーク６及び第１及び第２マグネット７ａ、７ｂと前記板バネ５、１１とを支持するベース１２とを有し、前記コイル８の水平断面形状は８角形であり、前記計８つの第１及び第２マグネット７ａ、７ｂは前記コイル８の各辺部分の外側に対向するように配設され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１２の下方に配置されている。

カバー２とベース１２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９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。カバー２とベース１２は、図３から明らかなように、四隅に角部を有する略正方形の水平断面形状を有する。

ホルダ９の上下の各（円）筒縁部には、それぞれ上部板バネ５の内環部５ｂと下部板バネ１１の内環部１１ｂが取付けられており、上部板バネ５の外環部５ａ（図１参照）はヨーク６の上面に取付けられ、下部板バネ１１の外環部１１ａ（図２参照）はベース１２に取付けられている。そして、上部板バネ５の内環部５ｂは架橋部５ｃを介して外環部５ａにより弾性支持されており、また、下部板バネ１１の内環部１１ｂは架橋部１１ｃを介して外環部１１ａにより弾性支持されている。

上記ヨーク６とマグネット部７によりアクチュエータ機構１の磁気回路が構成されている。そしてこの磁気回路により形成された磁界にコイル８が配置されている。このコイル８はホルダ９の外周に配設されており、コイル８に電流を供給することによりホルダ９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３により示す部材は下部板バネ１１の外環部５ａをベース１２に支持するために装着される第２プレートであり、符号４により示す部材はコイル８に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１０により示す部材は下部板バネ１１とヨーク６の底面との間に装着される第１プレートである。

次に、図１及び図２を参照しつつヨーク６、マグネット部７、及びコイル８について説明する。ヨーク６は、水平断面形状が略８角形であり、後述する第１マグネット７ａに対応する位置であってコイル８の内側に４つの内側ヨーク片６ａが配設されている。また、ヨーク６はその外側に一連に形成されている４つの外側角部ヨーク片６ｂと４つの外側辺部ヨーク片６ｃを有している。各外側角部ヨーク片６ｂは、カバー２またはベース１２の各角部に対応する位置に、また、外側辺部ヨーク片６ｃは、カバー２またはベース１２の各辺部に対応する位置に配設されている。

マグネット部７は、４つの第１マグネット７ａと４つの第２マグネット７ｂの計８つの平板状のマグネットから構成されている。この各第１マグネット７ａは各外側角部ヨーク片６ｂに接着されており、また、各第２マグネット７ｂは各外側辺部ヨーク片６ｃが接着されている。従って、各第１マグネット７ａと各第２マグネット７ｂは交互に配設されることになる。また、各第１マグネット７ａは、各内側ヨーク片６ａに対応する位置において対向するように配設されている。

コイル８は水平断面形状が略８角形になるように巻回されているムービングコイルである。コイル８は、４つの短辺コイル部分８ａと４つの長辺コイル部分８ｂとを有し、各短辺コイル部分８ａはその外側に対向するように配設されている各第１マグネット７ａと各内側ヨーク片６ａとの間に位置し、各長辺コイル部分８ｂはその外側に対向するように配設されている各第２マグネット７ｂに沿うように位置している。この水平断面形状が略８角形のコイル８は（円）筒状のホルダ９により支持されているために、コイル８とホルダ９との間の４箇所において４つの間隙８ｃが形成されている。この各間隙８ｃにおいて各内側ヨーク片６ａが立設されている。

以下、本実施形態のカメラモジュールの作用効果を説明する。
本実施形態のカメラモジュールは、コイル８の水平断面形状が略８角形であり、計８つの平板状の第１及び第２マグネット７ａ、７ｂがコイル８の各辺部分である短辺コイル部分８ａと長辺コイル部分８ｂのそれぞれの外側に対向するように配設されている。このため、コイル８がその全周に渡り８つの平板状の第１及び第２マグネット７ａ、７ｂが形成する磁界に近接して配置することが可能となり、アクチュエータ機構１におけるホルダ９への十分な駆動力を確保することができる。また、コイル８の水平断面形状が略８角形であるため、カメラモジュールの全体形状を直方体形状とした場合においても、内部空間に無駄なスペースが生じにくく、カメラモジュールの小型化を図ることができる。また、従来のカメラモジュールのように円筒状のコイルを用いた場合、平板状のマグネットと組み合わせると、コイルの円周面に応じてコイルとマグネットとの間の距離が離間してしまうが、この第１及び第２マグネット７ａ、７ｂは平板状のマグネットであるにもかかわらずコイル８との距離を一定に保つことができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、４つの第１マグネット７ａと４つの内側ヨーク片６ａが配設されており、この各内側ヨーク片６ａは、各第１マグネット７ａに対応する位置であってコイル８の内側に配設されている。このため、コイル８の短辺コイル部分８ａは第１マグネット７ａと内側ヨーク片６ａとの間において形成される強い磁界内に位置するため、ホルダ９へのより強い駆動力を得ることができる。また、（円）筒状のホルダ９と水平断面形状が略８角形状であるコイル８との間には、間隙８ｃが形成されているため、コイル８の内側に４つの内側ヨーク片６ａを立設することができ、カメラモジュールの内部空間を有効に使用することができ、カメラモジュール全体の小型化を図ることができる。

さらに、本実施形態のカメラモジュールは、ヨーク６の水平断面形状は略８角形であり、４つの第２マグネット７ｂがヨーク６の水平断面における各辺部に対応する位置に配設されている。従って、カメラモジュール全体形状を直方体形状とした場合においても、コイル８が全周に渡って第１及び第２マグネット７ａ、７ｂによって形成される磁界内に配置することができる。このため、カメラモジュールを小型化した場合においても、アクチュエータ機構１におけるホルダ９への十分な駆動力を確保することができる。

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アクチュエータ機構１を構成するヨーク６、マグネット部７、及びコイル８を示す平面図である。図１に示すヨーク６の斜視図である。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に用いられるアクチュエータ機構１００を示す斜視図である。

符号の説明

１、１００アクチュエータ機構
２カバー
３第２プレート
４フレキシブルプリント基板
５上部板バネ
５ａ、１１ａ外環部
５ｂ、１１ｂ内環部
５ｃ、１１ｃ架橋部
６ヨーク
６ａ内側ヨーク片
６ｂ外側角部ヨーク片
６ｃ外側辺部ヨーク片
７マグネット部
７ａ第１マグネット
７ｂ第２マグネット
８、１０１コイル
８ａ短辺コイル部分
８ｂ長辺コイル部分
８ｃ間隙
９、１０３ホルダ
１０第１プレート
１１下部板バネ
１２、１０４ベース
１０２マグネット
１０５バネ

Claims

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カメラモジュールの光軸方向に沿って移動可能な筒状のホルダと、
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少なくとも４つの平板状のマグネットと、
前記ホルダを支持する板バネと、
前記ヨークと前記板バネとを支持するベースとを有し、
前記ベースの水平断面形状は、四隅に角部を有する略正方形であり、
前記ヨークの水平断面形状は、外側辺部ヨーク片と前記ベースの前記角部に対応する外側角部ヨーク片が交互に配設されてなる略８角形であり、
前記ヨークは、前記外側角部ヨーク片の内側に設けられた複数の内側ヨーク片を有し、
前記マグネットは、それぞれ、前記外側角部ヨーク片と前記内側ヨーク片との間に設けられ、
前記コイルは、前記マグネットと前記内側ヨーク片との間に位置していることを特徴とするカメラモジュール。
さらに、前記外側辺部ヨーク片の内側に設けられている４つのマグネットを有する請求項１に記載のカメラモジュール。
前記コイルは、略８角形の水平断面形状を有する請求項１または２に記載のカメラモジュール。
前記外側角部ヨーク片、前記外側辺部ヨーク片および前記内側ヨーク片は、一体となって形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記外側角部ヨーク片の長さは、前記外側辺部ヨーク片の長さよりも短い請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラモジュール。