(57)【要約】【課題】耐落下性能の高いレンズ駆動装置およびそれを用いたカメラモジュールを提供する。【解決手段】  フォーカス用モータ１４からの動力をフォーカス用伝達ギア３５aを介してフォーカス用リードスクリュー１５に伝達して、第１レンズホルダ４を光軸方向に移動させる。ズーム用モータ１０からの動力をズーム用伝達ギア３５bを介してズーム用リードスクリュー１１に伝達して、第２レンズホルダ８を光軸方向に移動させる。上記第１,第２レンズホルダ４,８と、フォーカス用リードスクリュー１５,ズーム用リードスクリュー１１と、フォーカス用モータ１４,ズーム用モータ１０およびフォーカス用伝達ギア３５a,ズーム用伝達ギア３５bをハウジング(３０,３１)に収納する。上記フォーカス用モータ１４,ズーム用モータ１０をハウジングのギアケース３０に固定している【選択図】図４
2006154373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レンズを保持する第１レンズホルダと、
上記第１レンズホルダに係合し、上記第１レンズホルダを光軸方向に移動させる第１リードスクリューと、
第２レンズを保持する第２レンズホルダと、
上記第２レンズホルダに係合し、上記第２レンズホルダを光軸方向に移動させる第２リードスクリューと、
上記第１リードスクリューを回転させるための第１モータと、
上記第１モータからの動力を上記第１リードスクリューに伝達するための第１ギアと、
上記第２リードスクリューを回転させるための第２モータと、
上記第２モータからの動力を上記第２リードスクリューに伝達するための第２ギアと、
上記第１,第２レンズホルダと上記第１,第２リードスクリューと上記第１,第２モータと上記第１,第２ギアを収納するハウジングとを備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
上記第１モータと上記第２モータが上記ハウジングに固定されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズ駆動装置において、
上記第１リードスクリューと上記第２リードスクリューは、上記光軸方向に平行にかつ同軸に配置され、上記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ駆動装置において、
上記第１リードスクリューの上記第１ギアが係合する側と、上記第２リードスクリューの上記第２ギアが係合する側とが離間していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載のレンズ駆動装置において、
上記第１モータと上記第２モータは、上記第１,第２リードスクリューの軸と出力軸が略平行にかつ同軸になるように、上記第１,第２リードスクリューの軸に直交する方向の側方に配置されていることを特徴とすることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズ駆動装置において、
上記第１モータの出力軸側と上記第２モータの出力軸側が離間していることを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置において、
上記第１レンズホルダと上記第２レンズホルダは、上記光軸に平行なガイド軸に摺動自在に案内される案内軸受部を夫々有し、
上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項８】
第１レンズを保持する第１レンズホルダと、
上記第１レンズホルダに係合し、上記第１レンズホルダを光軸方向に移動させる第１リードスクリューと、
第２レンズを保持する第２レンズホルダと、
上記第２レンズホルダに係合し、上記第２レンズホルダを光軸方向に移動させる第２リードスクリューと、
上記第１リードスクリューを回転させるための第１モータと、
上記第１モータからの動力を上記第１リードスクリューに伝達するための第１ギアと、
上記第２リードスクリューを回転させるための第２モータと、
上記第２モータからの動力を上記第２リードスクリューに伝達するための第２ギアと、
上記第１,第２レンズホルダと上記第１,第２リードスクリューと上記第１,第２モータおよび上記第１,第２ギアを収納するハウジングとを備え、
上記第１レンズホルダと上記第２レンズホルダは、上記光軸に平行なガイド軸に摺動自在に案内される案内軸受部を夫々有し、
上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１つに記載のレンズ駆動装置を用いたことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１０】
請求項９に記載のカメラモジュールにおいて、
光軸が光路変換素子により９０度折り曲げられた屈曲光学系を備えたことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載のカメラモジュールを用いたことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項１２】
請求項１０に記載のカメラモジュールと、
上記カメラモジュールを収納する筐体とを備えた携帯電子機器であって、
上記カメラモジュールの長手方向が上記筐体の長手方向に対して略直角方向になるように、かつ、上記カメラモジュールの被写体方向が上記筐体の厚み方向になるように、上記カメラモジュールを上記筐体内に配置したことを特徴とする携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ駆動装置およびカメラモジュールおよび携帯電子機器に関し、より詳しくは、ズームレンズを駆動するためのズーム用モータと、フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス用モータとを同軸に設けて構成したレンズ駆動装置に関し、それを用いたカメラモジュールおよび携帯電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、被写体を撮影するためのビデオカメラやビデオムービーなどの撮像装置では、被写体像の遠近を調節するズームレンズと被写体像のピントを調節するフォーカスレンズなどを備え、撮影する被写体像をＣＣＤなどの撮像素子に結像させている。
【０００３】
従来のレンズ駆動装置としては、ズームレンズおよびフォーカスレンズを光軸方向に沿って駆動するものがある。このズームレンズおよびフォーカスレンズのレンズ駆動装置は、ズーム用モータとフォーカス用モータとが夫々異なる第１,第２のモータ取付台に取り付けられているため、樹脂軸受を含めて部品点数も多くなり、組立作業性が劣るのみならず、第１,第２のモータ取付台を夫々異なる方向に設けたため、取り付けスペース効率も悪いという問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題に対して改良されたレンズ駆動装置が提案されている(例えば、特許第３４１０２５０号(特許文献１)参照)。このレンズ駆動装置は、図６に示すように、被写体側に撮像レンズ１０２を固定しており、この撮像レンズ１０２の後方に、ズームレンズ１０３を保持した第１のレンズ保持枠１０４を配置している。上記第１のレンズ保持枠１０４は、上下のガイド軸１０５,１０６によって光軸Ｋに沿って矢印Ｘ１,Ｘ２の方向に往復動自在に案内される。一方、ズームレンズ１０３の後方の撮像素子側に、フォーカスレンズ１０７を保持した第２のレンズ保持枠１０８を配置している。上記第２のレンズ保持枠１０８は、上下のガイド軸１０５,１０６によって光軸Ｋに沿って矢印Ｘ１,Ｘ２の方向に往復動自在に案内される。上記ズームレンズ１０３を保持した第１のレンズ保持枠１０４の上端部１０４aを、ハーフナット部１０９aと押圧部１０９bとを一体に形成したハーフナット部材１０９により挟持している。また、上記フォーカスレンズ１０７を保持した第２のレンズ保持枠１０８の上端部１０８aを、ハーフナット部１１３aと押圧部１１３bとを一体に形成したハーフナット部材１１３により挟持している。
【０００５】
また、第１のレンズ保持枠１０４の上端部１０４aおよび第２のレンズ保持枠１０８の上端部１０８aの近傍に、１つのモータ取付台１２１を設けている。このモータ取付台１２１は、板金部材を用いてコ字状に折り曲げて形成されている。上記モータ取付台１２１の一方の側面１２１aにズーム用モータ１１０を取り付け、モータ取付台１２１の一方の側面１２１aと間隔を離して対向した他方の側面１２１bにフォーカス用モータ１１４を取り付けている。更に、モータ取付台１２１の一方の側面１２１aと他方の側面１２１bとの間の中間部位に、樹脂軸受１２２を保持するための軸受保持部１２１ｃをベース面１２１ｄから一体的に切り起こして形成している。これらの側面１２１a,１２１bと軸受保持部１２１ｃを、ベース面１２１ｄに対して略直角に曲げて形成している。
【０００６】
このように構成したレンズ駆動装置１２０によると、ズームレンズ１０３を駆動するためのズーム用モータ１１０と、フォーカスレンズ７を駆動するためのフォーカス用モータ１１４とを１つのモータ取付台１２１に取り付けると共に、ズーム用モータ１１０の第１のリードスクリュー１１１と、フォーカス用モータ１１４の第２のリードスクリュー１１５とを、モータ取付台１２１の中間部位に形成した軸受部(１２１ｃ,１２２)で同軸に夫々独立して軸支しているため、従来に比べて部品点数を削減でき、組立時作業性の改善が図られるばかりでなく、モータ１１０,１１４の取り付けスペース効率も良くなり、レンズ駆動装置１２０の小型化も可能となるなどの利点がある。
【０００７】
ところで、近年ＣＣＤ等の固体撮像素子を利用した小型のカメラモジュールが多くの携帯機器に搭載され始めているが、そのようなカメラモジュールは使用者が誤って携帯機器を落下させても壊れないという耐落下性能が要求される。例えば、携帯機器を１.７ｍの高さからコンクリートブロックに落としたときに発生する落下衝撃加速度は一般に６０００Ｇ程度と言われているが、上記レンズ駆動装置１２０をカメラモジュールに適用した場合、携帯機器の落下等による衝撃がレンズ駆動装置１２０に作用すると、第１のリードスクリュー１１１に直結されたズーム用モータ１１０と、第２のリードスクリュー１１５に直結されたフォーカス用モータ１１４とに、モータ取付台１２１の中間部位に形成した軸受部(１２１ｃ,１２２)を回転中心にしたモーメントが発生する。一般的に、携帯機器用のカメラモジュールでは、軽量化の点からモータ取付台は金属でなく樹脂にすることが多く、その場合はモータ取付台の強度が低下するため、レンズ駆動装置が上記モーメントの影響を受けて破壊されやすいという問題がある。
【特許文献１】特許第３４１０２５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明の目的は、耐落下性能の高いレンズ駆動装置およびそれを用いたカメラモジュールを提供することにある。
【０００９】
また、この発明のもう１つ目的は、上記カメラモジュールを用いた信頼性の高い携帯電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明のレンズ駆動装置は、第１レンズを保持する第１レンズホルダと、上記第１レンズホルダに係合し、上記第１レンズホルダを光軸方向に移動させる第１リードスクリューと、第２レンズを保持する第２レンズホルダと、上記第２レンズホルダに係合し、上記第２レンズホルダを光軸方向に移動させる第２リードスクリューと、上記第１リードスクリューを回転させるための第１モータと、上記第１モータからの動力を上記第１リードスクリューに伝達するための第１ギアと、上記第２リードスクリューを回転させるための第２モータと、上記第２モータからの動力を上記第２リードスクリューに伝達するための第２ギアと、上記第１,第２レンズホルダと上記第１,第２リードスクリューと上記第１,第２モータと上記第１,第２ギアを収納するハウジングとを備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成のレンズ駆動装置によれば、上記ハウジングに収納された第１,第２モータと第１,第２リードスクリューとを直結しないため、モーメントが小さくなり、衝撃に対する強度が上がるので、耐落下性能を向上できる。
【００１２】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１モータと上記第２モータが上記ハウジングに固定されていることを特徴とする。
【００１３】
上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、上記第１モータと第２モータをハウジングに固定することによって、ハウジングにより支持されるモータ自体を剛性メンバー(剛性を有する部材)となるようにしているため、強度がさらに上がる。
【００１４】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１リードスクリューと上記第２リードスクリューが、上記光軸方向に平行にかつ同軸に配置され、上記ハウジングに回転自在に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、上記ハウジングに回転自在に支持される第１,第２リードスクリューを光軸方向に平行にかつ同軸に配置することによって、光軸方向の投影面積が小さくなり、小型化が図れる。
【００１６】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１リードスクリューの上記第１ギアが係合する側と、上記第２リードスクリューの上記第２ギアが係合する側とが離間していることを特徴とする。
【００１７】
同軸に配置された第１,第２リードスクリューの中央部分に第１,第２ギアが係合する側があると、第１リードスクリューの第１ギアが係合する側と第１レンズホルダが干渉し、第２リードスクリューの第２ギアが係合する側と第２レンズホルダが干渉して、第１,第２レンズホルダが光軸方向に往復動する領域が制限されると共に、第１,第２レンズホルダのガイド軸に対する軸受部の光軸方向長さを十分に確保することができない。これに対して、上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、第１レンズホルダが光軸方向に移動したときに、第１リードスクリューの第１ギアが係合する側と第１レンズホルダとが干渉するのを防ぐと共に、第２レンズホルダが光軸方向に移動したときに、第２リードスクリューの第２ギアが係合する側と第２レンズホルダとが干渉するのを防ぐことができる。これにより、第１,第２レンズホルダが光軸方向に往復動する領域を広くできると共に、第１,第２レンズホルダのガイド軸に対する軸受部の光軸方向長さを長くでき、第１,第２レンズホルダが安定してスムーズに往復動作できる。
【００１８】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１モータと上記第２モータは、上記第１,第２リードスクリューの軸と出力軸が略平行にかつ同軸になるように、上記第１,第２リードスクリューの軸に直交する方向の側方に配置されていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１９】
上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、上記第１モータと上記第２モータの出力軸が第１,第２リードスクリューの軸と略平行にかつ同軸になるようにすることによって、光軸方向の投影面積を小さくでき、さらに、第１,第２リードスクリューの軸に直交する方向の側方に第１モータと第２モータを配置することによって、光軸方向長さを短くできると共に、光軸方向に対して直交する方向の投影面積を小さくでき、レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１モータの出力軸側と上記第２モータの出力軸側が離間していることを特徴とする。
【００２１】
上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、第１モータの出力軸側と第２モータの出力軸側をつきあわせた場合よりも、第１,第２モータの重心を大幅に近づけることができるため、落下衝撃力がレンズ駆動装置全体に作用して発生するモーメントの影響を小さくできる。
【００２２】
また、一実施形態のレンズ駆動装置は、上記第１レンズホルダと上記第２レンズホルダは、上記光軸に平行なガイド軸に摺動自在に案内される案内軸受部を夫々有し、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記実施形態のレンズ駆動装置によれば、上記第１リードスクリューの回転に応じて第１レンズホルダの案内軸受部がガイド軸に摺動自在に案内され、ガイド軸の軸方向に沿って第１レンズホルダが光軸方向に移動する。上記第２リードスクリューの回転に応じて第２レンズホルダの案内軸受部がガイド軸に摺動自在に案内され、ガイド軸の軸方向に沿って第２レンズホルダが光軸方向に移動する。このように１つのガイド軸に沿って案内される第１,第２レンズホルダの案内軸受部の摺動部分は、摺動時に第１,第２レンズホルダが光軸に対して傾かないように、ガイド軸方向にできるだけ長い寸法にすることが望ましい。ところが、第１,第２レンズホルダの案内軸受部を長くすると、第１,第２レンズホルダが近接したときに案内軸受部同士が干渉することになる。これに対して、上記レンズ駆動装置によれば、第１,第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、第１,第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けることによって、第１,第２レンズホルダが接近しても案内軸受部同士が干渉しないようにでき、第１,第２レンズホルダの移動範囲を広くできる。
【００２４】
また、この発明のレンズ駆動装置は、第１レンズを保持する第１レンズホルダと、上記第１レンズホルダに係合し、上記第１レンズホルダを光軸方向に移動させる第１リードスクリューと、第２レンズを保持する第２レンズホルダと、上記第２レンズホルダに係合し、上記第２レンズホルダを光軸方向に移動させる第２リードスクリューと、上記第１リードスクリューを回転させるための第１モータと、上記第１モータからの動力を上記第１リードスクリューに伝達するための第１ギアと、上記第２リードスクリューを回転させるための第２モータと、上記第２モータからの動力を上記第２リードスクリューに伝達するための第２ギアと、上記第１,第２レンズホルダと上記第１,第２リードスクリューと上記第１,第２モータおよび上記第１,第２ギアを収納するハウジングとを備え、上記第１レンズホルダと上記第２レンズホルダは、上記光軸に平行なガイド軸に摺動自在に案内される案内軸受部を夫々有し、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、上記第１レンズホルダまたは上記第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けたことを特徴とする。
【００２５】
上記構成のレンズ駆動装置によれば、第１,第２モータと第１,第２リードスクリューとを直結しないため、モーメントが小さくなり、衝撃に対する強度が上がるので、耐落下性能を向上できる。また、上記第１リードスクリューの回転に応じて第１レンズホルダの案内軸受部がガイド軸に摺動自在に案内され、ガイド軸の軸方向に沿って第１レンズホルダが光軸方向に移動する。上記第２リードスクリューの回転に応じて第２レンズホルダの案内軸受部がガイド軸に摺動自在に案内され、ガイド軸の軸方向に沿って第２レンズホルダが光軸方向に移動する。このように１つのガイド軸に沿って案内される第１,第２レンズホルダの案内軸受部の摺動部分は、摺動時に第１,第２レンズホルダが光軸に対して傾かないように、ガイド軸方向にできるだけ長い寸法にすることが望ましい。ところが、第１,第２レンズホルダの案内軸受部を長くすると、第１,第２レンズホルダが近接したときに案内軸受部同士が干渉することになる。これに対して、上記レンズ駆動装置によれば、第１,第２レンズホルダの一方の案内軸受部に、他方の案内軸受部側に突出する凸部を設ける一方、第１,第２レンズホルダの他方の案内軸受部に、上記凸部が干渉しないように凹部を設けることによって、第１,第２レンズホルダが接近しても案内軸受部同士が干渉しないようにでき、第１,第２レンズホルダの移動範囲を広くできる。
【００２６】
また、この発明のカメラモジュールは、上記レンズ駆動装置を用いたことを特徴とする。
【００２７】
上記構成のカメラモジュールによれば、耐落下性能の高いレンズ駆動装置を用いることにより、耐衝撃性を向上でき、高い信頼性が得られる。
【００２８】
また、一実施形態のカメラモジュールは、光軸が光路変換素子により９０度折り曲げられた屈曲光学系を備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記実施形態のカメラモジュールによれば、光軸が光路変換素子により９０度折り曲げられた屈曲光学系を備えることによって、カメラモジュールの被写体方向を機器の厚さ方向にしつつ機器内に配置することができ、特に薄い形態の機器では、内部のスペースを有効に利用できる。
【００３０】
また、この発明の携帯電子機器は、上記カメラモジュールを用いたことを特徴とする。
【００３１】
上記構成の携帯電子機器によれば、耐衝撃性の高いカメラモジュールを用いることによって、落下衝撃を受ける頻度の高い携帯電子機器において、信頼性の高いカメラ機能付きの携帯電子機器を実現できる。
【００３２】
また、この発明の携帯電子機器は、上記光軸が光路変換素子により９０度折り曲げられた屈曲光学系を備えたカメラモジュールと、上記カメラモジュールを収納する筐体とを備えた携帯電子機器であって、上記カメラモジュールの長手方向が上記筐体の長手方向に対して略直角方向になるように、かつ、上記カメラモジュールの被写体方向が上記筐体の厚み方向になるように、上記カメラモジュールを上記筐体内に配置したことを特徴とする。
【００３３】
上記実施形態の携帯電子機器によれば、上記屈曲光学系を備えたカメラモジュールの長手方向が筐体の長手方向に対して略直角方向になるように、かつ、カメラモジュールの被写体方向が上記筐体の厚み方向になるように、カメラモジュールを筐体内に配置することによって、例えば、携帯電話のメインモニターの面に対して、撮影時の被写体方向が直交するようにでき、これにより撮影時の違和感を少なくできる。
【発明の効果】
【００３４】
以上より明らかなように、この発明のレンズ駆動装置によれば、第１,第２モータと第１,第２リードスクリューを直結しないため、落下衝撃などにより生じるモーメントが小さくなり、耐落下性能の高いレンズ駆動装置を実現することができる。
【００３５】
また、この発明のカメラモジュールによれば、耐落下性能の高いレンズ駆動装置を用いることにより、耐衝撃性の高いズームレンズおよびフォーカスレンズの駆動機構を備えたカメラモジュールを実現することができる。
【００３６】
また、この発明の携帯電子機器によれば、落下衝撃加速度に耐えることができるカメラモジュールを備えた信頼性の高いカメラ機能付きの携帯電子機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、この発明のレンズ駆動装置およびカメラモジュールおよび携帯電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３８】
(第１実施形態)
図１はこの発明の第１実施形態のズームレンズとフォーカスレンズを駆動するレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュールの斜視図を示している。
【００３９】
このカメラモジュール５０は、図１に示すように、撮像レンズ２を有するギアケース３０と、上記ギアケース３０と組み合わせてレンズ駆動装置４０のハウジングを構成する光学ベース３１と、上記光学ベース３１に取り付けられた撮像素子４１とを備えている。上記ギアケース３０と光学ベース３１は、剛性を有する樹脂で形成されている。
【００４０】
また、図２は上記レンズ駆動装置４０の光学ベース３１(図１に示す)が外された状態のギアケース３０側の斜視図を示している。
【００４１】
図２に示すように、この発明のレンズ駆動装置を搭載したカメラモジュール５０の光学系は、従来のレンズ駆動装置と違い、入射光線が被写体側に固定された撮像レンズ２を通過した後、この撮像レンズ２の後方の図示しない光路変換素子により９０度曲げられて、第１レンズの一例としてのフォーカスレンズ７と第２レンズの一例としてのズームレンズ３を順に通過して撮像素子４１(図１に示す)側に入射する。
【００４２】
上記フォーカスレンズ７を保持した第１レンズホルダ４を、上下のガイド軸５,６によって光軸Ｋに沿って矢印Ｘ１,Ｘ２の方向に往復動自在に案内する。また、上記フォーカスレンズ７の後方の撮像素子４１(図１に示す)側にズームレンズ３を保持した第２レンズホルダ８を配置し、第２レンズホルダ８を上下のガイド軸５,６によって光軸Ｋに沿って矢印Ｘ１,Ｘ２方向に往復動自在に案内する。
【００４３】
図３に上記レンズ駆動装置４０のギアケース３０(図１に示す)が外された状態の光学ベース３１側の斜視図を示している。
【００４４】
図３に示すように、光学ベース３１に、ガイド軸５およびガイド軸６の両端を夫々固定している。また、光学ベース３１に、光路変換素子２２および第２撮像レンズ(図示せず)の固定レンズと、フォーカスレンズ７およびズームレンズ３の移動レンズをマウントしている。フォーカスレンズ７およびズームレンズ３は、それぞれ第１レンズホルダ４,第２レンズホルダ８に保持され、光学ベース３１に固定されたガイド軸５およびガイド軸６に対して、矢印Ｘ１と矢印Ｘ２の方向に摺動自在に組み付けられている。
【００４５】
また、第１レンズホルダ４,第２レンズホルダ８は、ガイド軸５により摺動自在に案内される案内軸受部４a,８aを有する一方、ガイド軸６により摺動自在に案内される案内部４b,８bを有している。また、上記第１レンズホルダ４の案内軸受部４aにラック付板バネ３８を固定し、そのラック付板バネ３８に、レンズ駆動装置４０の第１リードスクリューの一例としてのフォーカス用リードスクリュー１５(図２に示す)に対向するようにラック部３８ａを設けている。また、上記第２レンズホルダ８の案内軸受部８aにラック付板バネ３９を固定し、そのラック付板バネ３９に、レンズ駆動装置４０の第２リードスクリューの一例としてのズーム用リードスクリュー１１(図２に示す)に対向するようにラック部３９ａを設けている。
【００４６】
また、図４はこの発明のレンズ駆動装置４０の分解斜視図を示している。図４に示すように、第１モータの一例としてのフォーカス用モータ１４と、フォーカス用リードスクリュー１５と、フォーカス用モータ１４の動力をフォーカス用リードスクリュー１５に伝達するための第１ギアの一例としてのフォーカス用伝達ギア３５aと、フォーカス用リードスクリュー１５の一端部を軸支するフォーカス用リードスクリュー軸受２２aを、外側から光軸Ｋに沿ってギアケース３０内に挿入している。上記フォーカス用リードスクリュー軸受２２aを、ギアケース３０に設けられた軸受取付部３０aに取り付けている。上記フォーカス用モータ１４とフォーカス用リードスクリュー１５とフォーカス用伝達ギア３５aとフォーカス用リードスクリュー軸受２２aでフォーカス駆動部を構成している。
【００４７】
また、第２モータの一例としてのズーム用モータ１０と、ズーム用リードスクリュー１１と、ズーム用モータ１０の動力をズーム用リードスクリュー１１に伝達するための第２ギアの一例としてのズーム用伝達ギア３５bと、ズーム用リードスクリュー１１の一端部を軸支するズーム用リードスクリュー軸受２２bを、外側から光軸Ｋに沿ってギアケース３０内に挿入している。上記ズーム用リードスクリュー軸受２２bを、ギアケース３０に設けられた軸受取付部３０aに取り付けている。上記ズーム用モータ１０とズーム用リードスクリュー１１とズーム用伝達ギア３５bとズーム用リードスクリュー軸受２２bでズーム駆動部を構成している。
【００４８】
上記フォーカス駆動部は、ギアケース３０とフォーカス駆動部用カバー３２aにより挟持され、ネジ３７aで固定されている。フォーカス用リードスクリュー１５は、フォーカス用リードスクリュー与圧バネ３６aによりスラスト方向の変位が抑制される。また、上記ズーム駆動部は、ギアケース３０とズーム駆動部用カバー３２bにより挟持され、ネジ３７bで固定される。フォーカス用リードスクリュー１５は、ズーム用リードスクリュー与圧バネ３６bによりスラスト方向の変位が抑制される。
【００４９】
このように構成することで、ズーム用モータ１０とズーム用リードスクリュー１１を直結せず、またフォーカス用モータ１４とフォーカス用リードスクリュー１５を直結しないため、落下衝撃時の衝撃力が各モータ１０,１４に作用して発生するモーメントが小さくなる。また、各モータ１０,１４をギアケース３０と各カバー３２a,３２bにより挟持することにより、モータ１０,１４自体が剛性メンバーとなるため、駆動機構４０の強度が上がる。また、フォーカス用モータ１４とズーム用モータ１０とを同軸に配置し、またフォーカス用リードスクリュー１５とズーム用リードスクリュー１１とを同軸に配置し、さらにフォーカス用伝達ギア３５aとズーム用伝達ギア３５bとを同軸に配置し、それぞれ光軸Ｋに沿って独立して配置している。
【００５０】
このようにフォーカス駆動部とズーム駆動部の各対応するパーツを別の平行な軸上に取り付けているため、レンズ駆動装置４０の光軸方向の投影面積が小さくなり、レンズ駆動装置４０の小型化が可能なだけでなく、各モータ１０,１４の重心をギアケース３０の中心近傍に設定できるため、落下衝撃力がレンズ駆動装置４０全体に作用して発生するモーメントの影響を小さくできる。
【００５１】
図５はこの発明のレンズ駆動装置４０の図２と別方向から見た斜視図を示している。図５では、図を見やすくして説明するため、ギアケース３０は図示していない。
【００５２】
図５に示すように、フォーカス用モータ１４からの動力をフォーカス用リードスクリュー１５に伝達するためのフォーカス用伝達ギア３５a(図４に示す)と、フォーカス用リードスクリュー１５の一端に位置するフォーカス用リードスクリューギア１５aとが係合している。また、ズーム用モータ１０からの動力をズーム用リードスクリュー１１に伝達するためのズーム用伝達ギア３５b(図４に示す)と、ズーム用リードスクリュー１１の一端に位置するズーム用リードスクリューギア１１aとが係合している。上記フォーカス用リードスクリュー１５とズーム用リードスクリュー１１は、フォーカス用リードスクリューギア１５aとズーム用リードスクリューギア１１aが最も遠くなるように同軸に軸支されている。
【００５３】
上記ズーム用レンズ３とフォーカス用レンズ７では、光軸方向の必要ストローク量が違い、フォーカス用レンズ７よりもズーム用レンズ３の必要ストローク量が大きい。しかし、上記の構成とすることで、第２レンズホルダ８が光軸方向に移動したとき、ズーム用リードスクリューギア１１aと第２レンズホルダ８とが干渉するのを防げるため、第２レンズホルダ８のガイド軸５に対する軸受部の光軸方向の長さを長くすることができ、第２レンズホルダ８が安定してスムーズに往復動作できるようになる。
【００５４】
上記フォーカス用モータ１４を駆動すると、フォーカス用リードスクリュー１５から、フォーカスレンズ７を保持した第１レンズホルダ４に設けられたラック部３８aを介して、第１レンズホルダ４が光軸Ｋに沿って往復動する。また、上記ズーム用モータ１０を駆動すると、ズーム用リードスクリュー１１から、ズームレンズ３を保持した第２レンズホルダ８に設けられたラック部３９aを介して、第２レンズホルダ８が第１レンズホルダ４とは独立して光軸Ｋに沿って往復動する。上記ズームレンズ３の移動で被写体像の遠近を調節し、フォーカスレンズ７の移動で被写体像のピントを調節している。
【００５５】
上記ラック部３８aとラック部３９aは、それぞれフォーカス用リードスクリュー１５とズーム用リードスクリュー１１に対して弾性的に係合するようになっている。これにより、落下衝撃のとき、フォーカス用リードスクリュー１５とズーム用リードスクリュー１１の歯列から外れて、ギアの歯飛などの破損が起こらない。
【００５６】
上記構成のレンズ駆動装置によれば、フォーカス用モータ１４とフォーカス用リードスクリュー１５とを直結せず、ズーム用モータ１０とズーム用リードスクリュー１１とを直結しないため、モーメントが小さくなり、衝撃に対する強度が上がるので、耐落下性能を向上できる。
【００５７】
また、上記フォーカス用モータ１４とズーム用モータ１０をハウジングのギアケース３０に固定して、ギアケース３０と光学ベース３１からなるハウジングにより支持されるモータ自体を剛性メンバーとなるようにしているため、強度がさらに上がる。
【００５８】
また、上記ハウジングのギアケース３０に回転自在に支持されるフォーカス用リードスクリュー１５,ズーム用リードスクリュー１１を光軸方向に平行にかつ同軸に配置することによって、光軸方向の投影面積を小さくでき、小型化が図れる。
【００５９】
また、上記フォーカス用リードスクリュー１５とズーム用リードスクリュー１１は、フォーカス用リードスクリューギア１５a側と、ズーム用リードスクリューギア１１a側とが離間しているので、第１レンズホルダ４が光軸方向に移動したとき、フォーカス用リードスクリュー１５と第１レンズホルダ４とが干渉するのを防ぐと共に、ズーム用リードスクリュー１１と第２レンズホルダ８とが干渉するのを防ぐことができる。これにより、第１,第２レンズホルダ４,８が光軸方向に往復動する領域を広くできると共に、第１,第２レンズホルダ４,８の案内軸受部４a,８aの光軸方向長さを長くすることができ、第１,第２レンズホルダ４,８が安定してスムーズに往復動作できる。
【００６０】
また、上記フォーカス用モータ１４とズーム用モータ１０の出力軸がフォーカス用リードスクリュー１５,ズーム用リードスクリュー１１の軸と略平行にかつ同軸になるようにすることによって、光軸方向の投影面積を小さくできる。また、フォーカス用リードスクリュー１５,ズーム用リードスクリュー１１の軸に直交する方向の側方にフォーカス用モータ１４とズーム用モータ１０を配置しているため、光軸方向に対して直交する方向の投影面積を小さくできる。これにより、レンズ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００６１】
また、上記フォーカス用モータ１４とズーム用モータ１０を同軸に配置するとき、フォーカス用モータ１４の出力軸側とズーム用モータ１０の出力軸側が離間しているので、フォーカス用モータ１４,ズーム用モータ１０の重心をギアケース３０の中心近傍に設定できるため、落下衝撃力がレンズ駆動装置全体に作用して発生するモーメントの影響を小さくできる。
【００６２】
また、上記第２レンズホルダ８の案内軸受部８aに第１レンズホルダ４側に突出する凸部Ａ(図５に示す)を設ける一方、第１レンズホルダ４の案内軸受部４aに上記凸部Ａと干渉しない凹部Ｂ(図５に示す)を設けることによって、第１,第２レンズホルダ４,８が接近しても案内軸受部４a,８a同士が干渉しないようにでき、第１,第２レンズホルダ４,８の移動範囲を広くできる。
【００６３】
また、第１レンズホルダ４の案内軸受部４aの光軸方向の中心点は、第１レンズホルダ４本体の光軸方向の中心点に対して撮像素子４１と反対の側にずれており、第２レンズホルダ８の案内軸受部８aの光軸方向の中心点は、第２レンズホルダ８本体の光軸方向の中心点に対して撮像素子４１と反対の側にずれている。
【００６４】
また、上記構成のカメラモジュールによれば、耐落下性能の高いレンズ駆動装置を用いることにより、耐衝撃性を向上でき、高い信頼性が得られる。
【００６５】
また、上記カメラモジュールは、光軸が光路変換素子２２により９０度折り曲げられた屈曲光学系を備えることによって、カメラモジュールの被写体方向を機器の厚さ方向に被写体方向をしつつ機器内に配置することができ、機器内のスペースを有効に利用することができる。
【００６６】
(第２実施形態)
この発明の第２実施形態のカメラモジュールが搭載された携帯電子機器の一例として携帯電話について図７〜図１０を用いて説明する。
【００６７】
図７に示すように、携帯電話６０は、ヒンジ部７１を介して連結された第１筐体６１と第２筐体７２を備えている。上記第１筐体６１に、撮影穴６５の奥にカメラモジュール５０(図９に示す)を搭載し、サブモニター６２とサブモニター用操作ボタン類６３を搭載している。上記サブモニター用操作ボタン類６３の近傍に、スピーカー穴６４を設け、その奥にスピーカー７０(図９に示す) を搭載している。また、上記第２筐体７２に、図示していないが、操作ボタン、マイクロホーン、アンテナ、通信回路,メモリ等のメイン回路系統を搭載することにより、第２筐体７２は通信やカメラ撮影,音楽聴取といった機能を持っている。
【００６８】
図８(a)は第１筐体６１と第２筐体７２を開いたカメラ撮影状態の携帯電話の操作側の斜視図を示しており、図８(b)はカメラ撮影状態の携帯電話の撮影穴６５側の斜視図を示している。図８(a),(b)において、図７に示す同一構成部には同一参照番号を付している。
【００６９】
図８(a)に示すように、第１筐体６１にメインモニター６６およびイヤーホーン６７を搭載し、第２筐体７２に複数の操作ボタン７３を備えた操作部を搭載している。
【００７０】
図８(a)に示すメインモニター６６の面に対して、図８(b)に示す撮影時の被写体方向が直交するように構成できれば、撮影者にとって撮影時の違和感が少なくなり望ましいため、カメラモジュール５０をメインモニター６６の搭載される第１筐体６１に搭載している。ただし、カメラモジュールを第２筐体に搭載する場合でも、上述したようにメインモニター６６の面に対して、撮影時の被写体方向を直交するようにヒンジ部を２段ヒンジ(所謂ダブルヒンジ)にする等の工夫を行うことで撮影時の違和感を解決できる。
【００７１】
上記携帯電話６０は、図９の第１筐体６１の分解斜視図に示すように、第１筐体６１は、上蓋６１aと下蓋６２bを有する。上記上蓋６１aと下蓋６２bとの間に、メインモニター６６とサブモニター６２とサブモニター用操作ボタン類６３とサブ回路類６９とスピーカー７０とを搭載したサブ回路基板６８を配置している。上記サブ回路基板６８は、第１筐体６１内の大部分の体積を占有している。上記サブ回路基板６８の下側にイヤーホーン６７を配置している。また、ヒンジ部７１付近に、図示していないが、第１筐体６１と第２筐体７２を接続するフレキシブル基板を張り巡らしている。このため、第１筐体６１内には、カメラモジュール５０のために占有できる空間はあまり残っておらず、カメラモジュール５０の長手方向をＹ方向(第１筐体６１の長手方向)となるように設置することは難しい。
【００７２】
したがって、図９に示すようにカメラモジュール５０の長手方向がＸ方向(第１筐体６１の長手方向に対して直角方向)となるように配置されるが、Ｘ方向に関しても、携帯電話の使用者のハンドリング性を損なわないように考慮されることから自ずとサイズの制約が出てくる。したがって、カメラモジュールの設計を行うときには、ＸＹ平面の投影面積を小さくする必要がある。一方、昨今の携帯電話では、メインモニターの他にサブモニターが搭載されるのが当たり前になってきており、メインモニター６６とサブモニター６２がサブ回路基板６８に搭載された形で内蔵されることから厚みが増す傾向にある。このカメラモジュール５０では、メインモニター６６とサブモニター６２およびサブ回路基板６８の厚みの和の許す範囲内に置いて、カメラモジュール５０のＸＹ平面における投影面積を小さくする代わりに、Ｚ方向つまりカメラモジュール５０の厚み方向への寸法に反映していくことが可能である。
【００７３】
図１０は図９に示す携帯電話においてカメラモジュール５０を分解した状態の斜視図を示している。図１０において、図８〜図９と同一の構成部には同一参照番号を付している。
【００７４】
図１０に示すように、このカメラモジュール５０のレンズ駆動装置の光学系は、従来のレンズ駆動装置と違い、被写体側から撮影穴６５に入射した光が光路変換素子２２により撮像素子側に９０度折り曲げられた後、第１,第２レンズホルダ４,８に保持されたフォーカスレンズ７,ズームレンズ３を介して撮像素子４１に入射する屈曲光学系である。このような屈曲光学系に構成することで、メインモニター６６の面に対して、撮影時の被写体方向が直交するように構成でき、撮影者にとって撮影時の違和感が少なくなる。
【００７５】
従来のレンズ駆動装置の光学系を適用したカメラモジュールを図１０と同じように搭載した場合では、被写体側がＸ方向になるため、メインモニター６６と撮影方向は平行になるため、撮影時にはメインモニター６６を含めた第１筐体の方向を高価な特殊ヒンジを使用して角度を変える必要があり、すぐに撮影姿勢に入れなかったり、撮影ボタンを操作ボタン７３(図８に示す)とは別途異なる方向に設ける必要があったりした。
【００７６】
これに対して、この発明の第２実施形態のカメラモジュールを備えた携帯電話６０では、メインモニター６６の面に対して、撮影時の被写体方向が直交するように構成することによって、撮影者にとって撮影時の違和感が少なくなり、操作性が大幅に向上する。
【００７７】
また、上記携帯電話６０によれば、耐衝撃性の高いカメラモジュールを用いることによって、落下衝撃を受ける頻度の高い携帯電話において、１.７ｍの高さからコンクリートブロックに落としたときに発生する落下衝撃加速度に耐えることができるカメラモジュールを備えた信頼性の高いカメラ機能付きの携帯電話を実現することができる。
【００７８】
上記実施の形態では、携帯電子機器としてカメラモジュールを備えた携帯電話について説明したが、携帯電子機器はこれに限らず、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant：パーソナル・デジタル・アシスタント)などの他の携帯電子機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態のレンズ駆動装置を用いたカメラモジュールの斜視図である。
【図２】図２は上記カメラモジュールの要部の斜視図である。
【図３】図３は上記カメラモジュールの要部の斜視図である。
【図４】図４は上記レンズ駆動装置の分解斜視図である。
【図５】図５は上記レンズ駆動装置の別視点から見た斜視図である。
【図６】図６は従来のレンズ駆動装置を示す斜視図である。
【図７】図７はこの発明の第２実施形態のカメラモジュールを搭載した携帯電話の斜視図である。
【図８】図８(a)は第１筐体と第２筐体を開いたカメラ撮影状態の携帯電話の操作側を示す斜視図であり、図８(b)はカメラ撮影状態の携帯電話の撮影穴側を示す斜視図である。
【図９】図９は上記携帯電話に搭載されたカメラモジュールの状態を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は図９においてカメラモジュールを分解した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
３…ズームレンズ
４…第１レンズホルダ
４a…案内軸受部
４b…案内部
５,６…ガイド軸
７…フォーカスレンズ
８…第２レンズホルダ
８a…案内軸受部
８b…案内部
１０…ズーム用モータ
１１…ズーム用リードスクリュー
１１a…ズーム用リードスクリューギア
１４…フォーカス用モータ
１５…フォーカス用リードスクリュー
１５a…フォーカス用リードスクリューギア
２０…レンズ駆動装置
２２a,２２b…リードスクリュー軸受
３０…ギアケース
３０a…軸受取付部
３１…光学ベース
３２a…フォーカス駆動部用カバー
３２b…ズーム駆動部用カバー
３５a…フォーカス用伝達ギア
３５b…ズーム用伝達ギア
３６a…フォーカス用リードスクリュー与圧バネ
３６b…ズーム用リードスクリュー与圧バネ
３８,３９…ラック付板バネ
３８a,３９a…ラック部
４０…レンズ駆動装置
４１…撮像素子
５０…カメラモジュール
６０…携帯電話
６１…第１筐体
６１a…上蓋
６１b…下蓋
６２…サイドモニター
６３…サイドモニター操作ボタン類
６４…スピーカー穴
６５…撮影穴
６６…メインモニター
６７…イヤーホーン
６８…サブ回路基板
６９…サブ回路類
７０…スピーカー
７１…ヒンジ部
７２…第２筐体
７３…操作ボタン
Ａ…凸部
Ｂ…凹部
【図１】
2006154373.tif 000003
【図２】
2006154373.tif 000004
【図３】
2006154373.tif 000005
【図４】
2006154373.tif 000006
【図５】
2006154373.tif 000007
【図６】
2006154373.tif 000008
【図７】
2006154373.tif 000009
【図８】
2006154373.tif 000010
【図９】
2006154373.tif 000011
【図１０】
2006154373.tif 000012