(57)【要約】【課題】当発明のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータは、被写体の映像情報を取得するレンズ部と；前記レンズ部と結合し、前記レンズ部を上下運動させる駆動部と；前記レンズ部と駆動部が、インストールされた鏡筒；を含んだ構成とすることを特徴とする。【解決手段】当発明は、カメラモジュールの作動時、レンズ部と駆動部を互いに連動させ、非接触方式とカム方式を併合して駆動させる事により、消費電力の削減と同時に小型化・軽量化を図る効果がある。 【選択図】図１
2008145597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の映像情報を取得するレンズ部と；前記レンズ部と結合し、前記レンズ部を上下運動させる駆動部と、前記レンズ部と駆動部を設けた鏡筒、とを含めて構成することを特徴とする、カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項２】
前記鏡筒は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）をさらに備え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のオートフォーカスアクチュエータ
【請求項３】
前記駆動部は、電気的な信号を確認したコイルが、一対のマグネットにより水平回転運動すること及び、前記水平運動を垂直運動に変えるカムを含め構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のオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項４】
前記カムは、水平アームをさらに備えたことを特徴とする、請求項３に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動部は、円周を中心として同間隔に配列されたカム突起と、前記カム突起の対向した位置に備えたガイド凹部を含め構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項６】
前記駆動部は、鏡筒と直交する一対のマグネットと、前記マグネットの間に位置しているコイルを含む構成とす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のオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項７】
前記一対のマグネットの中で、少なくとも一つは、ガイド凹部をさらに備えたことを特徴とする、請求項６に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項８】
前記カムは、その外周面を取り巻くコーティング層を更に含んだ構成とすることを特徴とする、請求項６に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項９】
前記カムと連動させ、レンズ部に弾性を支える弾性体を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項１０】
前記コイルは、前記水平アームに巻かれることを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項１１】
前記駆動部のコイル及び、マグネットは、非接触方式（ＶＣＭ-Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）で構成されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【請求項１２】
前記マグネットで、コイルが１８０度以内で水平回転運動するように構成したことを特徴とする、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
当発明は、携帯電話用のカメラモジュールについて、レンズ部と駆動部を機構的に結合させ、非接触方式とカム方式を併用して駆動することで、消費電力を大幅に低減すると共に、小型化、軽量化を実現することができる新しいオートフォーカスアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な広い意味でのカメラモジュールは、PDA、PCカメラ、小型監視カメラ、ロボットの視覚など多様な電子機器に使用されているCCM(Compact  Camera Module)の構成品までを含む。前記のカメラモジュールは、結像光学系、結像された光を電気信号に変換するイメージセンサ、電気信号を画像信号に変換するISP(Image Signal Processor)、画像信号をバックエンドチップに転送するPCBおよびFPCB(Flexible Print Circuit Board)からとなる。前記の光学系は、レンズ、鏡筒および赤外線遮断フィルタと細分され、高画素モジュールの場合は光学ズーム、オートフォーカスおよびシャッタまでを含む。通常ISPはイメージセンサと一緒にPCBに内蔵されるが、高画素ではイメージセンサと分離される。カメラ用のイメージセンサはCMOSイメージセンサ(CIS)とCCDが採用されているが、たとえば携帯電話向け高画像カメラモジュールではCCDが主流を占めている。前記のCCDのオートフォーカシング機構は、ステッピングモータ、圧電モータ、VCM(Voice Coil  Motor)などを用いてレンズを移動させることによってフォーカスを合わせる仕組みをとっている。オートフォーカシングは、被写体に光や超音波を当てて距離を探知する能動式と、イメージ出力信号の周波数成分を分析し最上の画像が得られるようにレンズを移動する受動式がある。通常、携帯電話向けのカメラモジュールでは受動式が用いられ、方向信号とフォーカス駆動信号に対応してレンズを移動させる。そのときの移動量は一般的に0.3mm程である。
【０００３】
前記の光学ズームは、複数のレンズを組み合わせることで、フォーカスを変化することなく、レンズ群のフォーカス距離及び 画角(視野幅)を調整することによって、像の倍率を変化させることができる機能を持つレンズと駆動機構からと成る。前記の光学ズームは、鏡筒に独立的に固定され、レンズ間の距離を変化させながら作動する。1群レンズのVariatorは、イメージセンサに結像される被写体の大きさを決め、2群レンズのコンペンセータは、Variatorと連動して光学数次を補正する。最後のレンズ群であるフォーカスは、被写体との距離に応じてセンサ面にフォーカスを合わせる役割を果たす。
【０００４】
前記のオートフォーカシング機構の中でステッピングモータによる方法は、パルス信号を与えることによって一定のステップ単位で回転する機械的な駆動方式である。この方式はモータ停止時の消費電力は少ないが、作動時の振動および雑音が発生することと、小型化するに連れ価格が上昇するという問題がある。圧電モータによる方式は、圧電性セラミックの単純振動を線形運動に変換して駆動する方式である。この方式は作動時の消費電力は少ないが、誤差が大きくて、値段が高くなる。（例えば、特許文献１等を参照）
【０００５】
VCMは電極の間にあるコイルに電流を流して鏡筒を直接移動かす方式で、値段、小型、消費電力面で優れた特性を持ち、広く使われているが、誤差が大きいという欠点もある。近年、携帯端末機器が急速に普及されており、高価なものほどMP3音楽、無線インターネット、カメラ、動画像、TV受信など多様な機能が搭載されている。長時間バッテリ駆動を実現するため、システムコンポーネントの低消費電力化・軽量化・小型化へのニーズは益々高まっている。（例えば、特許文献２等を参照）
【特許文献１】特開２００４−００４２５３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
当発明は、従来製品の精度の問題点を解決するために駆動システムの構造的な見直しを図ったことから、当発明は、携帯電話用のカメラモジュールについて、レンズ部と駆動部を機構的に結合させ、非接触方式とカム方式を併用して駆動することで、消費電力を大幅に低減すると共に、小型化、軽量化を実現することができる新しいオートフォーカスアクチュエータを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
当発明は、あらかじめこの目的を達成するために、次のような構成とする。
【０００８】
当発明のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータは、被写体の映像情報を取得するレンズ部と；前記レンズ部と結合し、前記レンズ部を上下運動させる駆動部と；前記レンズ部と駆動部が、インストールされた鏡筒；を含んだ構成とすることを特徴とする。
【０００９】
又、前記の鏡筒は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）をさらに備え、前記駆動部は、電気的な信号を受け継いだコイルが、一対のマグネットにより水平回転運動すること及び、前記水平運動を垂直運動に転換するカムを含んだ構成とする。
【００１０】
一方、前記駆動部は、鏡筒と直交する一対のマグネットと、前記マグネットの間にあるコイルを含んだ構成とし、前記駆動部は、円周を中心に同間隔に配列されたカム突起と、前記カム突起とを、対向する位置に備えたガイド凹部を含んだ構成とする。そして、前記カムは、水平アームをさらに備え、前記の一対のマグネットの中で少なくとも一つには、ガイド凹部が具備されている。
【００１１】
又、前記カムは、その外周面を取り巻くコーティング層を包囲し構成されており、前記カムと連動し、レンズ部を弾性の弾性体をさらに備え、前記駆動部のコイル、及びマグネットは非接触式（ＶＣＭ―ＶｏｉｃｅＣｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）で構成されている。
【００１２】
そして、前記コイルは、前記水平アームに巻かれ（Ｆｉｘｉｎｇ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｔｙｐｅ）、前記マグネットからコイルが１８０度以内に水平回転運動がなされるようにする事が望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、カメラモジュールの作動時、レンズ部と駆動部を互いに連動させ、非接触方式とカム方式を併合して駆動させる事により、消費電力の削減と同時に小型化・軽量化を図る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付された図面を参照し、本発明について説明する。
【００１５】
図１又は、図２に図示されている通り、前記カメラモジュール（１０）は、レンズ部（２０）、駆動部（３０）と鏡筒（４０）を含んだ構成とする。
【００１６】
前記レンズ部（２０）は、被写体の映像情報を取得し、内部に入っているＣＣＤ又は、ＣＭＯＳ等と同じイメージセンサーによるデータ処理をし、PCBを通して転送されるようになる。前記レンズ部（２０）は、従来の一般的な技術を使用しており、詳しい説明はここでは省略することにする。
【００１７】
前記駆動部（３０）は、一対のマグネット（３１ａ, ３１ｂ）, コイル（３２）, カム（３４）, レンズハウジング（３５）と弾性体（３６）を含んだ構成とする。
【００１８】
前記マグネット（３１ａ, ３１ｂ）は、所定の極性（Ｎ極性又は、Ｓ極性）をもっており、上部にあるマグネット（３１ａ）は、筐体に結合し、前記下部に位置するマグネット（３１ｂ）は、鏡筒（４０）に結合する。
【００１９】
前記コイル（３２）は、前記駆動部（３０）の中の水平アーム（３４３）に、一定のパターンを持って巻かれ（Ｆｉｘｉｎｇ Ｒｏｌｌｉｎｇ  Ｔｙｐｅ）、前記マグネット（３１ａ, ３１ｂ）の間に非接触状態で位置されており、外部では、電気的信号によりマグネットと連動する。この時、前記マグネット（３１ａ, ３１ｂ）を鏡筒上に定まらせる時、曲面の角度を１８０度に定めることによって、コイルの離脱を防止することができ、前記カム突起（３４１）の運動範囲を決定することができるようになる。
【００２０】
前記カム（３４）は、カム軸（３４１）、カム突起（３４２）と水平アーム（３４３）を包囲し、前記カム軸（３４１）は、ドーナツ形状の状態で、前記鏡筒（４０）と結合される。前記カム突起（３４２）は、前記カム軸（３４１）の上面部に同間隔で、４個突き出ている形態で具備される。そして、前記水平アーム（３４３）は、前記カム軸（３４１）の側面に位置しており、前記コイル（３２）を巻いた状態で、マグネット（３１ａ, ３１ｂ）の間に位置する。前記鏡筒（４０）は、カメラモジュール（１０）のベースに該等し、前記鏡筒（４０）を通してレンズ部（２０）から取得した被写体情報を、鏡筒（４０）に位置されたＰＣＢ（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を用いて、外部に転送する役目をする。
【００２１】
ここで、前記駆動部（３０）は、従来の技術で言及した通り、接触方法（ステッピングモーター、圧電モーター）に比べて消費電力の消耗が小さい非接触方式のＶＣＭ（ＶｏｉｃｅＣｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）を採択する事により、前記マグネットとコイルによる水平回転運動を、前記カム（３４）に伝達し、カム（３４）からレンズ部（２０）を垂直運動させる事が可能になる。
【００２２】
又は、前記駆動部（３０）は、カム（３４）の外周をコーティング層にすることにより、カム（３４）で発生可能な摩擦力を最小化し、磨耗を防ぐことができる。
【００２３】
このように前記と同じような構想を通して、駆動部（３０）により消費される電力量を減少させると同時に、軽量化及び、小型化する事が可能になる。
【００２４】
本発明の結合関係を添付した図面を参照して説明すれば、前記鏡筒（４０）を下部に位置させた状態で、前記カム（３４）を鏡筒（４０）の上部に安着させる。ここで、前記カム（３４）は、水平アーム（３４３）にコイル（３２）を巻きつけた状態である。そして、前記コイル（３２）は、鏡筒（４０）に結合され、マグネット（３１ｂ）の上部に隔離された状態で位置を固定し、前記マグネット（３１ａ）をコイル（３２）の上部に隔離された状態で位置を固定する。又、前記レンズハウジング（３５）をカム（３４）上に固定させるのに、前記レンズハウジング（３５）に形成されたガイド凹部（３５１）を、前記カム突起（３４２）と結合させ位置付けさせる。そして、前記弾性体（３６）を前記レンズハウジング（３５）に挿入させ、前記レンズ部（２０）をレンズハウジング（３５）に挿入し、前記鏡筒まで位置を固定した後、筐体を利用し、弾性体（３６）を吸い取り紙で押さえればよい。
【実施例１】
【００２５】
以下、添付された図面を参照し、当発明のカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータの作動状態を説明する。
【００２６】
図３ａ乃至図３ｃに図示されたように、前記コイル（３２）は、外部で電気信号を受けた、前記マグネット（３１ａ, ３１ｂ）の間で磁気力により作動するが、この時、コイル（３２）の回転は前記レンズ部（２０）を通して、取得された被写体の情報を基準に動くようになる。前記の取得された被写体の情報により、コイル（３２）がマグネット上で水平回転運動をすれば、前記カム（３４）は、コイルの水平回転運動を受け、カム軸（３４１）を回転させるようになり、前記カム軸（３４１）に形成されるカム突起（３４２）は、レンズハウジング（３５）のガイド凹部に従い移動するようになる。この時、前記ガイド凹部（３５１）は傾斜面になっていて、カム突起（３４２）が移動するに従い、レンズハウジング（３５）を上部又は、下部に垂直運動をさせ、前記レンズハウジング（３５）と結合したレンズ部（２０）が連動されるようになる。そして、前記弾性体（３６）を利用して、上下運動されたレンズハウジング（３５）を押し当て、上に持ち上げられたレンズハウジングを下部へ押す事により、上下動作時の消耗された電力を減少させる事ができる。このようにレンズ部（２０）によって入手された被写体の情報を通じて、駆動部を動かし、これをもってレンズ部（２０）に確認させ、レンズ部（２０）が被写体とのフォーカスを合わせる事により、不必要な空間を最小化させ、さらに軽量化、小型化を図ることができる。
【００２７】
図４又は、図５は、当発明による他の実施例であり、これを参照すれば、前記マグネット（３１ａ‘， ３１ｂ’）を円周となったカム軸（３４１‘）を中心にして曲線をもって形成し、前記鏡筒（４０’）の上面部から直交させ備えさせる。この時、前記マグネット（３１ａ’, ３１ｂ’）は、内側にあるマグネット（３１ｂ’）と外側にあるマグネット（３１ａ）に区分されており、前記マグネット（３１ａ’, ３１ｂ’）の間にマグネットの曲面と同一な形状のコイル（３２）を具備させ、前記外側のマグネット（３１ａ’）と内側のマグネット（３１ｂ’）の間を誘導する事ができるようになる。この時も、上述したように非接触方式であるＶＣＭ方式を採択する。そして、前記内側のマグネット（３１ｂ’）の内部面を貫通して切り開いたガイド凹部（３７）を形づくり、前記水平アーム（３４３’）がガイド凹部に従い、移動すると同時に、ガイド凹部による動作範囲を提案することができる。このように、上述したような同一の効果を得ることができるのである。
【００２８】
以上、本発明は前記に記述された実施例に限定されることなく、当業者達によりさまざまな変形及び、変更をもたらすことがあり、これは添付された特許請求の範囲で定義された、本発明の趣旨や範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
PDA、PCカメラ、小型監視カメラ、ロボットの視覚など多様な電子機器に使用されているカメラモジュールについて、レンズ部と駆動部を機構的に結合させ、非接触方式とカム方式を併用して駆動することで、消費電力を大幅に低減すると共に、小型化、軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータを示した斜視図である。
【図２】カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータを示す、分解斜視図である。
【図３】ａは、カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータの作動状態を示した側面図である。ｂは、カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータの作動状態を示した側面図である。ｃは、カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータの作動状態を示した平断面図である。
【図４】カメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータによる、他の実施例を示した斜視図である。
【図５】図４に図示されたカメラモジュールのオートフォーカスアクチュエータを現す平断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  カメラモジュール
２０  レンズ部
３０  駆動部
３１ａ, ３１ｂ  マグネット
３２  コイル
３４  カム
３５  レンズハウジング
３６  弾性体
３７  凹部
４０  鏡筒
３４１  カム軸
３４２  カム突起
３４３  水平アーム
３５１  ガイド凹部
【図１】
2008145597.tif 000003
【図２】
2008145597.tif 000004
【図３】
2008145597.tif 000005
【図４】
2008145597.tif 000006
【図５】
2008145597.tif 000007