(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
カメラ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レンズユニットの光軸方向に沿って変位可能なホルダと、
前記ホルダに設けられているマグネットと、
前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの一の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第１コイルと、
前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの他の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第２コイルと、
前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの一の磁極と対向するように設けられている第１磁性体と、
前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの他の磁極と対向するように設けられている第２磁性体と、
前記レンズユニットの下方に設けられている撮像素子とを有し、
前記第１コイルと前記第２コイルとに直流電流を供給し、前記第１コイルが発生する磁界と前記第２コイルが発生する磁界とを互いに逆方向になるように発生させて前記ホルダを前記第１磁性体側の第１位置又は前記第２磁性体側の第２位置の何れかの位置へ変位させる行程と、
前記第１コイルと前記第２コイルへの直流電流の供給を停止し、前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に変位している前記ホルダを前記マグネットの磁力によって前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に保持させる行程とを有しており、
前記第１コイルの巻回方向と前記第２コイルの巻回方向とは、互いに逆方向となっており、前記第１コイルと前記第２コイルとを直列接続しているカメラモジュール。
【請求項２】
前記第１位置は前記レンズユニットが前記撮像素子側に変位している位置であり、前記第２位置は前記レンズユニットが前記撮像素子の反対側に変位している位置である請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記ホルダは前記ホルダの変位する範囲を規制するストッパ手段を有し、前記ストッパ手段により、前記第１位置において前記マグネットと前記第１磁性体との接触が防止され、また、前記第２位置において前記マグネットと前記第２磁性体との接触が防止されている請求項２記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記マグネットは前記ホルダの外周壁に設けられている円筒状のマグネットであり、
前記第１磁性体は前記ホルダの下方において前記マグネットと同軸になるように前記ハウジングに配設されているリング状の鉄部材であり、前記第２磁性体は前記ホルダの上方において前記マグネットと同軸になるように前記ハウジングに配設されているリング状の鉄部材である請求項１記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
比較的小型のデジタルカメラやカメラ付携帯電話などにおいて、マクロ機能を有するカメラモジュールが使用されている。これらのカメラモジュールは、手動式のレバーを備えており、この手動式レバーを操作することにより、カメラモジュールの光学系を構成するレンズを収容したホルダをレンズの光軸方向に沿って機械的に変位させている。この手動式レバーにより、ホルダは、通常撮影の際には撮像素子に近づくように、また、マクロ撮影の際には撮像素子から遠ざかるように変位されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のカメラモジュールでは手動式レバーを用いていたため、この手動式レバーに過剰な力が加わった場合には、手動式レバーが破損するという問題点がある。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、手動式レバーを用いることなく通常撮影とマクロ撮影等に切換え可能なカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るカメラモジュールは、ハウジングと、カメラ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レンズユニットの光軸方向に沿って変位可能なホルダと、前記ホルダに設けられているマグネットと、前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの一の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第１コイルと、前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの他の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第２コイルと、前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの一の磁極と対向するように設けられている第１磁性体と、前記ハウジング内部に設けられていると共に、前記マグネットの他の磁極と対向するように設けられている第２磁性体と、前記レンズユニットの下方に設けられている撮像素子とを有し、前記第１コイルと前記第２コイルとに直流電流を供給し、前記第１コイルが発生する磁界と前記第２コイルが発生する磁界とを互いに逆方向になるように発生させて前記ホルダを前記第１磁性体側の第１位置又は前記第２磁性体側の第２位置の何れかの位置へ変位させる行程と、前記第１コイルと前記第２コイルへの直流電流の供給を停止し、前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に変位している前記ホルダを前記マグネットの磁力によって前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に保持させる行程とを有しており、前記第１コイルの巻回方向と前記第２コイルの巻回方向とは、互いに逆方向となっており、前記第１コイルと前記第２コイルとを直列接続している。
【０００６】
本発明に係るカメラモジュールは、前記第１位置が、前記レンズユニットが前記撮像素子側に変位している位置であり、前記第２位置が、前記レンズユニットが前記撮像素子の反対側に変位している位置であることが好ましい。
【０００７】
本発明に係るカメラモジュールは、前記ホルダが前記ホルダの変位する範囲を規制するストッパ手段を有し、前記ストッパ手段により、前記第１位置において前記マグネットと前記第１磁性体との接触が防止され、また、前記第２位置において前記マグネットと前記第２磁性体との接触が防止されていることが好ましい。
【０００８】
本発明に係るカメラモジュールは、前記マグネットが前記ホルダの外周壁に設けられている円筒状のマグネットであり、前記第１磁性体は前記ホルダの下方において前記マグネットと同軸になるように前記ハウジングに配設されているリング状の鉄部材であり、前記第２磁性体は前記ホルダの上方において前記マグネットと同軸になるように前記ハウジングに配設されているリング状の鉄部材であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、第１コイルと第２コイルとに直流電流を供給し、第１コイルが発生する磁界と第２コイルが発生する磁界とを互いに逆方向になるように発生させてホルダを第１磁性体側の第１位置又は第２磁性体側の第２位置の何れかの位置へ変位させる行程と、第１コイルと第２コイルへの直流電流の供給を停止し、前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に変位しているホルダをマグネットの磁力によってホルダを前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に保持させる行程とを有している。このため、手動式レバーを用いることなくホルダを変位させることができ、また、ホルダを変位させた後は電流供給が不要であるため、省電力を達成することができる。さらに、請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、第１コイルの巻回方向と第２コイルの巻回方向とが互いに逆方向であり、第１コイルと第２コイルとが直列接続した構成を有している。これにより、第１コイルおよび第２コイルに流す直流電流の正負の方向を、コイル毎に制御する必要がない。
【００１１】
請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、上記カメラモジュールにおいて、第１位置はレンズユニットが撮像素子側に変位している位置であり、第２位置はレンズユニットが撮像素子の反対側に変位している位置となっている。このため、カメラモジュールを、通常撮影状態とマクロ撮影状態に切換えることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、ホルダがホルダの変位する範囲を規制するストッパ手段を有し、マグネットと第１磁性体や第２磁性体との接触を防止している。マグネットとこれら磁性体が接触すると、マグネット等が部分的に破壊され微細な磁性粉体物が発生する。このような磁性粉体物が撮像素子の撮像面やレンズ等に付着すると良好な画像を取得することができない。ストッパは、このような磁性粉体物の発生を防止することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明に係るカメラモジュールは、マグネットがホルダの外周壁に設けられている円筒状のマグネットであり、第１磁性体はホルダの下方においてマグネットと同軸になるようにハウジングに配設されているリング状の鉄部材であり、第２磁性体はホルダの上方においてマグネットと同軸になるようにハウジングに配設されているリング状の鉄部材である。このようにマグネット、第１磁性体、及び第２磁性体を配置することにより、マグネットのこれら磁性体に対する吸着力が均一に働き、ホルダをレンズユニットの光軸方向に沿って正確に変位させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。図１及び図２は本実施形態のカメラモジュール１の断面説明図であり、図１は標準撮影状態を示し、図２はマクロ撮影状態を示している。なお、本明細書において用いられている上及び下という文言は、カメラモジュールのカバー１５が配設されている方向を上、また、基板１２が配設されている方向を下としている。
【００１６】
カメラモジュール１は、ハウジング２と、カメラの光学系を構成するレンズユニット３と、レンズユニット３を収容すると共にレンズユニット３の光軸方向に沿って変位可能なホルダ４と、ホルダ４に設けられているマグネット５と、ハウジング２の内部に設けられていると共に、マグネット５の一の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第１コイル６と、ハウジング２の内部に設けられていると共に、マグネット５の他の磁極の側方に間隔を隔てて巻回されている第２コイル７と、ハウジング２の内部に設けられていると共に、マグネット５の一の磁極と対向するように設けられている第１磁性体８と、ハウジング２の内部に設けられていると共に、マグネット５の他の磁極と対向するように設けられている第２磁性体９と、レンズユニット３の下方に設けられている撮像素子１１とを有している。
【００１７】
そして、このカメラモジュール１は、第１コイル６と第２コイル７とに直流電流を供給し、第１コイル６が発生する磁界と第２コイル７が発生する磁界とを互いに逆方向になるように発生させてホルダ４を第１磁性体８側の第１位置又は第２磁性体９側の第２位置の何れかの位置へ変位させる行程と、第１コイル６と第２コイル７への直流電流の供給を停止し、前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に変位しているホルダ４をマグネット５の磁力によって前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に保持させる行程とを有している。
【００１８】
ハウジング２は、図１及び図２に示すように、合成樹脂製の直方体形状の部材であり、その上部は金属製のカバー１５により覆われている。ハウジング２内部の内側壁には、後述する第１コイル６と第２コイル７が配設されている。また、ハウジング２内部の下部には後述する第１磁性体８が配設され、ハウジング２内部の上部には第２磁性体９が配設されている。ハウジング２の内部底面には、後述するホルダ４のストッパ４１の底面４１ａと当接するストッパ面２１が形成されている。
【００１９】
レンズユニット３は、カメラモジュール１の光学系を構成する複数のレンズ（図示せず）を有している。
【００２０】
ホルダ４は、合成樹脂製の円筒状部材であり、その内部にレンズユニット３を収容している。このホルダ４は、レンズユニット３の光軸方向に沿って変位可能となるように、ハウジング２によって支持されている。ホルダ４の外周壁には、後述するマグネット５が配設されている。また、ホルダ４の最下方にはホルダ４の変位する範囲を規制するストッパ手段であるストッパ４１が形成されている。このストッパ４１は底面４１ａと上面４１ｂとを有し、ホルダ４が第１位置に変位した際、底面４１ａがハウジング２のストッパ面２１と当接し、また、ホルダ４が第２位置に変位した際、上面４１ｂが第１磁性体８の底面と当接する。
【００２１】
マグネット５は、ホルダ４の外周壁に沿って設けられている円筒状の形状を有する永久磁石であり、上方がＳ極であり、下方がＮ極となっている。
【００２２】
第１コイル６は、反時計回りに巻回されている円筒状コイルであり、ハウジング２内の内壁下方において、マグネット５のＮ極の側方に間隔を隔てて配設されている。また、第２コイル７は、時計回りに巻回されている円筒状コイルであり、ハウジング２内の内壁上方において、マグネット５のＳ極の側方に間隔を隔てて配設されている。
【００２３】
第１磁性体８はリング状の鉄部材であり、マグネット５と同軸になるようにハウジング２内部の下方に配設されている。この第１磁性体８は、マグネット５の底面に間隔を隔てて対向するように配設されている。また、第２磁性体９もリング状の鉄部材であり、マグネット５と同軸になるようにハウジング２内部の上方に配設されている。この第２磁性体９は、マグネット５の上面に間隔を隔てて対向するように配置されている。
【００２４】
撮像素子１１は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサーであり、レンズユニット３の下方において基板１２の表面に配設されている。なお、図１及び図２において、符号１３はベース部材を、符号１４はＩＲカットフィルタを示している。
【００２５】
以下、本実施形態のカメラモジュール１の作用を、概念説明図である図３〜図６を参照しつつ説明する。
【００２６】
図３は、図１に示すカメラモジュール１の状態を示す概念説明図である。この図３に示す状態はカメラモジュール１の通常撮影状態を示している。この通常撮影状態において、ホルダ４は第１磁性体８側に変位した第１位置、即ち、レンズユニット３が撮像素子１１側に変位している位置に位置している。この状態では、第１コイル６及び第２コイル７には直流電流が供給されておらず、マグネット５の第１磁性体８に対する吸着力によりマグネット５が第１磁性体８の方向へ引き寄せられている。そして、図１に示すように、ストッパ４１の底面４１ａがハウジング２のストッパ面２１と当接し、第１位置におけるホルダ４の位置が保持されている。
【００２７】
図４は、通常撮影状態にあるカメラモジュール１のホルダ４をマクロ撮影状態へ変位させる行程を示している。第１コイル６及び第２コイル７へ正の向きの直流電流が供給されると、電磁誘導により第１コイル６の下方はＮ極となり、また第２コイル７の上方はＮ極となる。即ち、第１コイル６が発生する磁界と第２コイル７が発生する磁界とが互いに逆方向になるように発生する。このため、マグネット５の下方のＮ極と第１コイル６の下方のＮ極とが反撥し、マグネット５の上方のＳ極と第２コイル７の上方のＮ極とが引き合うことになる。このため、マグネット５には上方へ引き上げられる力が加わり、ホルダ４はマクロ撮影状態となる第２位置へと変位し、レンズユニット３が撮像素子１１の反対側に変位する。
【００２８】
図５は、図４に示すホルダ４が第２位置への変位を完了し、図２に示すカメラモジュール１のマクロ撮影状態を示している。ホルダ４が第２位置へ変位すると第１コイル６及び第２コイル７への直流電流の供給が停止される。この状態において、マグネット５の第２磁性体９に対する吸着力によりマグネット５が第２磁性体９の方向へ引き寄せられている。そして、図２に示すように、ストッパ４１の上面４１ｂが第１磁性体８の底面と当接し、第２位置におけるホルダ４の位置が保持される。
【００２９】
図６は、マクロ撮影状態にあるカメラモジュール１のホルダ４を通常撮影状態へ変位させる行程を示している。第１コイル６及び第２コイル７へ負の向きの直流電流が供給されると、電磁誘導により第１コイル６の下方はＳ極となり、また第２コイル７の上方はＳ極となる。即ち、第１コイル６が発生する磁界と第２コイル７が発生する磁界とが互いに逆方向になるように発生する。このため、マグネット５の下方のＮ極と第１コイル６の下方のＳ極とが引き合い、マグネット５の上方のＳ極と第２コイル７の上方のＳ極とが反撥することになる。このため、マグネット５には下方へ引き下げられる力が加わり、ホルダ４は通常撮影状態となる第１位置へと変位し、レンズユニット３が撮像素子１１側に変位する。
【００３０】
図６に示すように、ホルダ４が第１位置への変位を完了すると、第１コイル６及び第２コイル７への直流電流の供給が停止される。この状態において、マグネット５の第１磁性体８に対する吸着力によりマグネット５が第１磁性体８の方向へ引き寄せられ、上述した図３に示す通常撮影状態に復帰する。
【００３１】
以下、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態のカメラモジュール１は、第１コイル６と第２コイル７とに直流電流を供給し、第１コイル６が発生する磁界と第２コイル７が発生する磁界とを互いに逆方向になるように発生させてホルダ４を第１磁性体８側の第１位置又は第２磁性体９側の第２位置の何れかの位置へ変位させる行程と、第１コイル６と第２コイル７への直流電流の供給を停止し、前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に変位しているホルダ４をマグネット５の磁力によって前記第１位置又は前記第２位置の何れかの位置に保持させる行程とを有している。このため、手動式レバーを用いることなくホルダ４を変位させることができ、また、ホルダ４を変位させた後は、電流供給が不要であるため、省電力を達成することができる。
【００３２】
また、上記カメラモジュール１において、第１位置はレンズユニット３が撮像素子１１側に変位している位置であり、第２位置はレンズユニット３が撮像素子１１の反対側に変位している位置である。このため、カメラモジュール１を通常撮影状態とマクロ撮影状態に切換えることができる。
【００３３】
さらに、ホルダ４はホルダ４の変位する範囲を規制するストッパ４１を有し、マグネット５と第１磁性体８や第２磁性体９との接触を防止している。マグネット５とこれら磁性体８、９が接触すると、マグネット等が部分的に破壊され微細な磁性粉体物が発生する。そして、このような磁性粉体物が撮像素子１１の撮像面やレンズ等に付着すると良好な画像を取得することができない。ストッパ４１は、このような磁性粉体物の発生を防止することができる。
【００３４】
さらに、マグネット５はホルダ４の外周壁に設けられている円筒状のマグネットであり、第１磁性体８はホルダ４の下方においてマグネット５と同軸になるようにハウジング２に配設されているリング状の鉄部材であり、第２磁性体９はホルダ４の上方においてマグネット５と同軸になるようにハウジング２に配設されているリング状の鉄部材である。このようにマグネット５、第１磁性体８、及び第２磁性体９を配置することにより、マグネット５のこれら磁性体８、９に対する吸着力が均一に働き、ホルダ４をレンズユニット３の光軸方向に沿って正確に変位させることができる。
【００３５】
さらに、第１コイル６の巻回方向と第２コイル７の巻回方向とは、互いに逆方向となっている。このため、第１コイル６と第２コイル７とを直列に接続することができ、直流電流の正負の方向をコイル毎に制御する必要がない。
【００３６】
なお、上記実施形態においては、標準撮影状態とマクロ撮影状態との切換えが可能なカメラモジュール１について説明したが、本発明に係るカメラモジュールは標準撮影状態とズーム撮影状態との切換えにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る実施形態のカメラモジュール１の標準撮影状態を示す断面説明図である。
【図２】図１に示すカメラモジュール１のマクロ撮影状態を示す断面説明図である。
【図３】図１に示すカメラモジュール１の概念説明図であり、標準撮影状態を示している。
【図４】図１に示すカメラモジュール１の概念説明図であり、標準撮影状態からマクロ撮影状態へホルダ４を変位させる行程を示している。なお、破線は各コイルの磁力線の方向を示している。
【図５】図１に示すカメラモジュール１の概念説明図であり、マクロ撮影状態を示している。
【図６】図１に示すカメラモジュール１の概念説明図であり、マクロ撮影状態から標準撮影状態へホルダ４を変位させる行程を示している。なお、破線は各コイルの磁力線の方向を示している。
【符号の説明】
【００３８】
１  カメラモジュール
２  ハウジング
２１  ストッパ面
３  レンズユニット
４  ホルダ
４１  ストッパ
４１ａ  底面
４１ｂ  上面
５  マグネット
６  第１コイル
７  第２コイル
８  第１磁性体
９  第２磁性体
１１  撮像素子
１２  基板
１３  ベース部材
１４  ＩＲカットフィルタ
１５  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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