(57)【要約】【課題】  小型軽量に構成し、かつ、レンズの移動距離を正確に検出できる機構を備えたカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。【解決手段】  レンズ保持部１０に駆動側軸部材２１とガイド軸部材２２とを挿通し、レンズ保持部１０を光軸方向に移動可能に構成したカメラモジュール２０において、モアレ縞でレンズ保持部１０の移動量を検出する検出部を設け、その検出部を、検出部と駆動側軸部材２１までの距離がガイド軸部材２２までの距離より小である位置に設置し、かつ、カメラモジュール本体側スケール部材２の収容部周辺の少なくとも一部を、レンズ保持部側スケール部材１側に突出させて、レンズ保持部側スケール部材１が当接してスケール部材同士の間隔を一定とできるようにする間隔設定手段を設けた。【選択図】    図１
2007065220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つ以上の光学レンズを有し、駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通されて光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部を有するカメラモジュールにおいて、
前記レンズ保持部の光軸方向移動量を検出する検出部を有し、該検出部は前記レンズ保持部周縁に設けられて該検出部から前記駆動側軸部材までの距離が、前記検出部からガイド軸部材までの距離より小である位置に設けられ、前記レンズ保持部の光軸方向移動量をモアレ縞により検出することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記検出部は、前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、カメラモジュール本体側スケール部材収容部周辺の少なくとも一部を前記レンズ保持部側スケール部材側に突出させ、前記レンズ保持部側スケール部材が当接する当接部を有するスケール部材間隔設定手段とを設けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載したカメラモジュール。
【請求項３】
少なくとも１つ以上の光学レンズを有し、駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通されて光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部を有するカメラモジュールにおいて、
前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、前記カメラモジュール本体側に設けられ、前記一対のモアレ縞生成用スケール部材間の間隔設定手段とを有して前記レンズ保持部の光軸方向移動量をモアレ縞により検出する検出部が設けられていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項４】
前記一対のモアレ縞生成用スケール部材間の間隔設定手段は、前記カメラモジュール本体側スケール部材を収容し、周辺の少なくとも一部が、前記レンズ保持部側スケール部材との設定間隔だけ突出して前記レンズ保持部側スケール部材を当接させる当接部を設けて構成されていることを特徴とする請求項３に記載したカメラモジュール。
【請求項５】
前記レンズ保持部側スケール部材は柔軟性に富む樹脂フィルムで形成され、前記カメラモジュール本体側に設けられた当接部に当接するよう前記レンズ保持部に取り付けられていることを特徴とする請求項２または４に記載したカメラモジュール。
【請求項６】
前記レンズ保持部は、前記駆動側軸部材に作動部が当接しているピエゾ素子によって駆動されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載したカメラモジュール。
【請求項７】
少なくとも１つ以上の光学レンズを有してカメラモジュール本体に設けられた駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通され、光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部と、
前記レンズ保持部の光軸方向移動量を検出する検出部とを有し、
該検出部は、前記レンズ保持部周縁に設けられて前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、該モアレ縞生成用スケール部材が生成するモアレ縞の検出手段とで構成されて、前記検出部から前記駆動側軸部材までの距離が、前記検出部からガイド軸部材までの距離より小である位置に設けられ、
前記カメラモジュール本体側スケール部材は、その収容部周辺の少なくとも一部が、レンズ保持部側スケール部材との設定間隔だけ突出してレンズ保持部側スケール部材を当接させる当接部とが設けられた収容部に収容され、
前記レンズ保持部側スケール部材は柔軟性に富む樹脂フィルムで形成されて、前記カメラモジュール本体側に設けられた当接部に当接するよう前記レンズ保持部に取り付けられ、たカメラモジュールと、
操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、
前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納した筐体と、を含むことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関し、特に、小型軽量に構成し、レンズの移動距離を正確に検出できる機構を備えたカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、撮像素子（ＣＣＤ）の高画素化により、例え小型でも高精細な撮影が可能となったため、通常の電子カメラ（デジカメ）と同様な、高速、高精度なオートフォーカス（ＡＦ）機能や焦点距離の変化（ズーム）機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも、１０×１０×２０ｍｍ程度での大きさに作られることが望まれている。
【０００３】
このようなカメラモジュールに於けるオートフォーカスや焦点距離の変化（ズーム）のためには、レンズ群を光軸方向に移動させることが必要であり、そのため従来では、光学系の側面に配置された一つの円筒カムをモータで駆動し、ズームレンズ枠と焦点合わせ用レンズ枠とを駆動するようにしたものや、同じくレンズ枠に隣接して配置した円筒カムをモータにより駆動し、それによって焦点合わせ用レンズ枠とズームレンズ枠とを移動させて、テレとワイドの２点切換をするようにした機構などが用いられている。
【０００４】
又円筒カムだけでなく、オートフォーカス用レンズ枠やズーム用レンズ枠をそれぞれに対応したオートフォーカス用リードスクリューやズーム用リードスクリューで駆動するよう構成し、最も被写体側のレンズをケース前面に固定すると共に、これらのリードスクリューをケースにおける一辺の隅に設ける、ケースにレンズ枠のガイド支持部を設ける、さらに、光軸周りの第１象限にズーム用リードスクリューを、第２象限にフォーカス用リードスクリューを、第３象限にレンズ枠のガイドシャフトを配置する、などの構成としたカメラモジュールや、ヘリコイド機構を用いてレンズ群を光軸方向に移動させる機構を有したカメラモジュールなどが存在する。
【０００５】
また、レンズ枠を光軸方向へ移動させる駆動源として、電界や磁界の変化に応じて機械的歪みを発生する、例えば特許文献１に示されているようなピエゾ素子（ＰＺＴ）等の圧電素子で機械振動子を構成し、ロータやスライダをこの機械振動子に接触させて、機械振動子の振動を出力として取り出せるようにした摩擦駆動型の駆動源を用いたカメラもある。このような摩擦駆動型の駆動源は、低速ではあるが高トルクで応答性や制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク（または保持力）を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有している。
【０００６】
しかしながら、前記したようにカメラモジュールが１０×１０×２０ｍｍ程度の大きさとなると、焦点距離の変化（ズーム）や焦点合わせのためのレンズの移動は、１０数μｍから数μｍのオーダーの精度が要求される。
【０００７】
高精細な位置検出には、従来からロータリーエンコーダやリニアエンコーダ、マグネスケールなどが用いられているが、前記したように１０×１０×２０ｍｍ程度の大きさとすることを要求されるカメラモジュールでは、こういった機構では構成が大型になってしまって用いることができない。
【０００８】
一方、微細加工の分野や微妙な色合わせが必要なカラー画像形成装置などでは、例えば特許文献２や特許文献３に示されているようにモアレ縞を用い、それによって微細加工のための寸法測定や、複数色の画像を重ね合わせる際の個々の画像における傾きを検出することなどが行われている。
【０００９】
すなわち図５（Ａ）に示したように、微細なピッチで透過部と非透過部とが格子状に交互に形成された可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２の２枚のスケール部材同士を近距離で向かい合わせ、図５（Ｂ）に示したように互いの格子同士が平行な状態からθ°だけ角度差が生じるように微小に傾けて配置する。
【００１０】
すると、図５（Ｂ）から明らかなように互いの透過部と非透過部とが干渉し、スケール部材上の格子のピッチより十分大きいピッチのモアレ縞が形成される。そして可動側スケール部材４１を、例えば図上左右方向となる矢印４６方向に動かすと、互いの透過部と非透過部との干渉位置が移動し、モアレ縞は矢印４７で示した方向に移動する。
【００１１】
そのため図５（Ａ）に示したように、４３、４４で示した発光素子と受光素子とを有するフォトインタラプタ４５の間にこの可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２を設置し、モアレ縞の移動を受光素子４４から電圧波形として取り出すことによって、可動側スケール部材４１の微小な移動量を拡大して正確に検出することができる。
【００１２】
ここで図５（Ｂ）に示した格子のピッチをＰ、モアレ縞の濃淡のピッチをＷ、可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２における互いの格子同士の平行な状態からの角度差をθ°とすると、モアレ縞のピッチＷは次の（１）式で表される。
Ｗ＝（Ｐｃｏｓ（θ／２））／ｓｉｎθ    ………………（１）
またこの（１）式において、θが十分に小さい時には次の（２）式が成り立つ。
Ｗ＝Ｐ／θ（θ：ラジアン）              ………………（２）
【００１３】
この（２）式から分かるように、モアレ縞の濃淡のピッチＷは、格子のピッチＰを光学的に１／θ（θ：ラジアン）倍したものであり、これは、可動側スケール部材４の格子が固定側スケール部材４２の格子における、図上４６で示した左右方向にＰだけ移動すると、モアレ縞はこれと直交する上下方向にＷだけ移動することを表している。そのため、この拡大されたＷの変化を読み取ることによって格子の移動量を知ることができ、微小な移動を大きな移動量として検知することが可能となる。
【００１４】
【特許文献１】特許２９８０５４１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１８４２２号公報
【特許文献３】特開平１０−１１５９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら特許文献２に示されたものは、微細加工における寸法測定時にその移動方向を検出するためのものであり、カメラモジュールに用いることについては何ら記載が無い。また特許文献３の装置も、カラー画像形成装置における複数色の画像を重ね合わせるための技術であり、同様にカメラモジュールの様な微細なものに用いることについては何ら記載が無い。
【００１６】
そのため本発明においては、小型軽量に構成すると共に、レンズの移動距離を正確に検出できる機構を備えたカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため本発明になるカメラモジュールは、
少なくとも１つ以上の光学レンズを有し、駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通されて光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部を有するカメラモジュールにおいて、
前記レンズ保持部の光軸方向移動量を検出する検出部を有し、該検出部は前記レンズ保持部周縁に設けられて該検出部から前記駆動側軸部材までの距離が、前記検出部からガイド軸部材までの距離より小である位置に設けられ、前記レンズ保持部の光軸方向移動量をモアレ縞により検出することを特徴とする。
【００１８】
このように駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通され、光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部の移動量をモアレ縞により検出することで、前記したようにモアレ縞を用いた検出部は微小な移動を大きな移動量として検知することが可能であるから、高精度な移動量検出が可能となり、しかもカメラモジュールを小型に構成することができる。
【００１９】
またこの検出部を、検出部から駆動側軸部材までの距離がガイド軸部材までの距離より小である位置に設けることで、検出部が生成するモアレ縞のピッチに与える影響を最小に押さえることができる。すなわち、レンズ保持部の倒れは通常駆動側軸部材において一定となるが、このレンズ保持部の倒れは、前記したモアレ縞を生成するための可動側スケール部材４１と固定側スケール部材４２との角度差に影響を与える場合がある。しかしながら、この倒れが一定の場合、その倒れのもとにモアレ縞ピッチを測定することで、レンズ保持部の移動量を常に高精度に検出することが可能となるわけである。
【００２０】
また、上記課題を解決するため本発明になるカメラモジュールは、
少なくとも１つ以上の光学レンズを有し、駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通されて光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部を有するカメラモジュールにおいて、
前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、前記カメラモジュール本体側に設けられ、前記一対のモアレ縞生成用スケール部材間の間隔設定手段とを有して前記レンズ保持部の光軸方向移動量をモアレ縞により検出する検出部が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
前記したようにカメラモジュールの小型化に伴い、レンズの停止位置精度は、５μｍ程度まで要求されるようになっている。従って、モアレ縞によりズームや合焦のためのレンズの停止位置を検出しようとした場合、この要求を満足することが必要である。この要求を満足するためには、例えば前記図５（Ｂ）に示した可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２に形成する格子のピッチＰを２０μｍ、スケール部材同士の交差角θを１°と設定すると、前記（１）式により得られるモアレ縞のピッチＷは１１４６μｍとなり、その波形の１周期を４分割する４つのスレッシュホールド電圧を設定することにより、５μｍ刻みの位置検出を行うことが可能となる。
【００２２】
しかしながらこの時、可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２間の面間隔にばらつきが有ったり、可動側スケール部材４１における格子の傾き角度が移動方向によって変化するとモアレ波形の振幅がばらつき、スレッシュホールドの位置がばらついて位置検出精度が著しく低下する。特に面間隔がばらついた場合、モアレ縞の間隔がレンズ保持部の位置で異なることになり、最悪、移動距離が検出できずに位置を読み飛ばしてしまう事態が生じる。このスケール部材同士の面間隔のばらつきは、お互いのスケール部材の貼り付けられている構成部材までの組み込み公差、部品公差のばらつきや部品間のガタ、ならびにスケール部材の反り等が原因として挙げられる。
【００２３】
特に、モアレ縞ピッチＷを２０μｍとし、小型のフォトインタラプタ４５で十分安全なスレッシュホールド電圧を用いて検出しようとすれば、スケール部材同士の面間隔は５０μm以下でなければならず、一度スレッシュホールド電圧を設定してしまえば、面間隔が接近しすぎても検出精度が劣化してしまう。つまりこの場合、可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２同士の面間隔は、ほぼ５０μｍに固定する必要があるが、前述したような各種のばらつき要因が存在する現状ではこの要求は実現するのが非常に難しくなる。
【００２４】
こういった面間隔を一定にする方法としては、治具を用いて面間隔が一定となるよう接着剤で固定するなどの方法が一般的ではあるが、こういった方法は工数を必要とし、コスト的に好ましくない。しかし本発明のように、カメラモジュール本体側にモアレ縞生成用スケール部材の間隔設定手段を設けることで、一対のスケール部材は常に同じ間隔を保持することが可能となり、こういった問題は回避され、小型で、レンズの移動距離を正確に検出できる機構を備えたカメラモジュールを提供することが可能となる。
【００２５】
そして、前記検出部は、前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、カメラモジュール本体側スケール部材収容部周辺の少なくとも一部を前記レンズ保持部側スケール部材側に突出させ、前記レンズ保持部側スケール部材が当接する当接部を有するスケール部材間隔設定手段とを設けて構成され、また同様に、前記一対のモアレ縞生成用スケール部材間の間隔設定手段は、前記カメラモジュール本体側スケール部材を収容し、周辺の少なくとも一部が、前記レンズ保持部側スケール部材との設定間隔だけ突出して前記レンズ保持部側スケール部材を当接させる当接部を設けて構成されていることで、例えレンズ保持部に倒れが生じても、レンズ保持部側モアレ縞生成用スケール部材はこの間隔設定手段に当接することで常時その間隔が一定に保たれ、高精度な移動量検出が可能となる。
【００２６】
さらに、前記レンズ保持部側スケール部材は柔軟性に富む樹脂フィルムで形成され、前記カメラモジュール本体側に設けられた当接部に当接するよう前記レンズ保持部に取り付けられていることで、レンズ保持部側モアレ縞生成用スケール部材は常時間隔設定手段に当接するようになり、例えレンズ保持部に倒れが生じても、間隔が一定に保たれて高精度な移動量検出が可能となる。
【００２７】
そして、前記レンズ保持部は、前記駆動側軸部材に作動部が当接しているピエゾ素子によって駆動されることで、ピエゾ素子は前記したように低速ではあるが高トルクで応答性や制御性に優れ、微小な位置決めが可能、無通電時に保持トルク（または保持力）を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有しており、本発明のようにレンズ保持部の移動量検出手段を備えたカメラモジュールの駆動源として最適である。
【００２８】
さらに、上記課題を解決するため本発明によれば、
少なくとも１つ以上の光学レンズを有してカメラモジュール本体に設けられた駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通され、光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部と、
前記レンズ保持部の光軸方向移動量を検出する検出部とを有し、
該検出部は、前記レンズ保持部周縁に設けられて前記レンズ保持部側とカメラモジュール本体側とに対向配置した一対のモアレ縞生成用スケール部材と、該モアレ縞生成用スケール部材が生成するモアレ縞の検出手段とで構成されて、前記検出部から前記駆動側軸部材までの距離が、前記検出部からガイド軸部材までの距離より小である位置に設けられ、
前記カメラモジュール本体側スケール部材は、その収容部周辺の少なくとも一部が、レンズ保持部側スケール部材との設定間隔だけ突出してレンズ保持部側スケール部材を当接させる当接部とが設けられた収容部に収容され、
前記レンズ保持部側スケール部材は柔軟性に富む樹脂フィルムで形成されて、前記カメラモジュール本体側に設けられた当接部に当接するよう前記レンズ保持部に取り付けられ、たカメラモジュールと、
操作部材と、表示部材と、バッテリーと、通信部と、
前記カメラモジュール、前記表示部材、前記バッテリー及び前記通信部を収納した筐体と、を含むことを特徴とする携帯端末が得られる。
【発明の効果】
【００２９】
以上記載のごとく本発明によれば、カメラモジュールにおけるレンズの移動距離を高精度に、正確に検出できる機構が備えられ、かつ、カメラモジュールを小型軽量に構成できるから、携帯端末に用いて好適なカメラモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３１】
図１は実施形態になるカメラモジュールにおけるレンズ保持部の移動距離を検出する検出部を拡大した断面図、図２（Ａ）は実施形態のカメラモジュールの側面図、図２（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図で、レンズ保持部の移動距離検出部を含んで示したものである。図３は実施形態のカメラモジュールの斜視図、図４は実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯電話機の一例を概略的に示す図である。
【００３２】
最初に本発明を簡単に説明すると、本発明は、カメラモジュールにおける少なくとも１つ以上の光学レンズを有して駆動側軸部材とガイド軸部材とが挿通されたレンズ保持部を、ズーム、または焦点合わせに伴って移動させる際、その移動量を、前記図５で説明したようなモアレ縞を生じる検出部で検出できるようにしたものである。このようにすることで、前記したようにモアレ縞を用いた検出部は微小な移動を大きな移動量として検知することが可能であるから、高精度な移動量検出を可能として、しかもカメラモジュールを小型に構成することができる。
【００３３】
しかしながら、前記したようにカメラモジュール自体が１０×１０×２０ｍｍ程度での大きさになると、この検出部が大型になってはカメラモジュール自体が大型になってしまうから、前記図５に示した可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２の間隔を一定にしたり、互いの格子の交差角度を一定に保つために特別な治具を用いたりすることは困難である。
【００３４】
ところが、レンズ保持部を前記したように駆動側軸部材とガイド軸部材を挿通させて駆動した場合、製作公差などによってレンズ保持部に或る程度の倒れが生じ、可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２の格子の角度差が変化したり、可動側スケール部材４１、固定側スケール部材４２の間隔を一定に保つことが難しくなったりする。
【００３５】
そのため、実施形態のカメラモジュールではこの問題を解決するため、前記検出部を、レンズ保持部周縁で駆動側軸部材までの距離がガイド軸部材までの距離より小である位置に設けるようにした。
【００３６】
このようにすることで、例えレンズ保持部に或る程度の倒れが生じても、このレンズ保持部の倒れは通常駆動側軸部材側では一定となるから、前記したモアレ縞を生成するための可動側スケール部材４１と固定側スケール部材４２との角度差は倒れを含んだ一定の値となり、その倒れを含んでモアレ縞ピッチを測定することで、レンズ保持部の移動量を常に高精度に検出することが可能となる。
【００３７】
また、前記したようにカメラモジュールの小型化に伴い、レンズの停止位置精度は５μｍ程度まで要求されるようになっているが、可動側スケール部材４１と固定側スケール部材４２との面間隔にばらつきが有ると、モアレ波形の振幅がばらついて位置検出精度が著しく低下する。このスケール部材同士の面間隔のばらつきは、お互いのスケール部材の貼り付けられている構成部材までの組み込み公差、部品公差のばらつきや部品間のガタ、ならびにスケール部材の反り等が挙げられが、こういった面間隔を一定にするため、従来から行われている治具を用いて面間隔が一定となるよう接着剤で固定するなどの方法では、工数を必要としてコスト的に好ましくない。
【００３８】
そのため実施形態のカメラモジュールにおいては、可動側スケール部材４１と固定側スケール部材４２という一対のモアレ縞生成用スケール部材間の間隔を一定にするため、間隔設定手段を設けた。このようにすることで、一対の可動側スケール部材４１と固定側スケール部材４２とは常に同じ間隔を保持することが可能となり、こういった問題は回避され、小型で、レンズの移動距離を正確に検出できる機構を備えたカメラモジュールを提供することが可能となる。
以下、図面に従って実施形態のカメラモジュールを詳細に説明する
【００３９】
図３は実施形態のカメラモジュール２０の斜視図である。このカメラモジュール２０は、少なくとも１つの光学レンズを保持し、カメラモジュール筐体２３に装着された駆動側軸部材２１とガイド軸部材２２とが挿通されて、光軸方向に移動可能に構成されたレンズ保持部１０の移動によってズーム（焦点距離変化）や焦点合わせが行われる。また、このカメラモジュール２０における被写体側には、被写体側のレンズ２４を保持した固定レンズ保持部２６が、さらに固定レンズ保持部２６に対してレンズ保持部１０を挟んだ逆側には、ＣＣＤなどの撮像素子を内蔵した基台２５が設けられている。
【００４０】
図２（Ａ）はこのカメラモジュール２０における側面図であり、図２（Ｂ）はレンズ保持部の移動距離検出部を含む、図２（Ａ）にＡ−Ａで示した位置の断面図である。このカメラモジュール２０は、レンズ保持部１０の駆動源としてピエゾ素子１２を用いたもので、このピエゾ素子１２は、前記特許文献１に詳細に示されているように、略長方形の板状に形成された圧電セラミック（ピエゾ素子）の一端に被駆動体（実施形態のカメラモジュール２０においては駆動側軸部材２１となる）と当接する作動部１２１が設けられ、長手方向と短手方向で形成される第１面に、対角線方向に配置された電極を電気的に接続した４つの電極を、その反対側となる第２面の全面には接地された一つの電極が設けられている。
【００４１】
そして第１面における対角線方向で接続された電極の一方に正の電圧を、他方に負の電圧をかけることで、ピエゾ素子１０が変形して作動部１２１が被駆動体（駆動側軸部材２１）に対して相対的に移動するのを利用して駆動するもので、この変形が連続的に生じるような信号電圧を与えると、作動部１２１と被駆動体（駆動側軸部材２１）とが相対的な位置を変位させていくため、低速ではあるが高トルクで応答性・制御性に優れ、微小な位置決めが可能で、無通電時に保持トルク（または保持力）を有する、静粛性に優れる、小型・軽量であるなどの利点を有する駆動源となる。
【００４２】
なお、以下の説明ではレンズ保持部１０の駆動源としてピエゾ素子１２を用いた場合を例に説明してゆくが、前記したようにレンズ保持部１０の駆動には、駆動側軸部材２１としてリードスクリューや円筒カムなどを用い、小型モータを用いて駆動しても良いことはもちろんである。
【００４３】
そしてこのカメラモジュール２０は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ位置断面図に示したように、レンズ保持部１０の中心に少なくとも１つ以上の光学レンズを含むレンズ１１が配され、前記したピエゾ素子１２は、一端をバネ１３によってその作動部１２１が駆動側軸部材２１に押し当てられるようにして設けられている。また、駆動側軸部材２１と光軸を挟んで略対称な位置にはガイド軸部材２２が設けられ、レンズ保持部１０に設けられた軸受部１４、１５に挿通されてレンズ保持部１０が図２（Ａ）においては、上下方向に移動できるようになっている。なお、ガイド軸部材２２は、設置位置がこの位置に限られないことはもちろんである。
【００４４】
そのためピエゾ素子１２を前記したようにして駆動すると、このレンズ保持部１０が駆動されるわけであるが、このレンズ保持部１０の移動量は、カメラモジュール２０の筐体２３に設けられた基板２７に実装された移動量検出部によって検出される。
【００４５】
この移動量検出部は、この図２（Ｂ）における移動量検出部を拡大して示した図１の断面図から明らかなように、レンズ保持部側スケール部材（可動側スケール部材）１、カメラモジュール本体側スケール部材（固定側スケール部材）２からなる一対のモアレ縞生成用スケール部材と、基板２７に実装され、図５（Ａ）に４３と４４とで示したような発光素子５１と受光素子５２とを有し（発光素子５１と受光素子５２との位置関係は逆でも良い）、この一対のモアレ縞生成用スケール部材を挟むようにしてカメラモジュール筐体２３に設けられたフォトインタラブタ５とからなっている。なお、レンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２には、前記図５（Ｂ）に示したように微細なピッチで透過部と非透過部とが格子状に交互に形成され、フォトインタラブタ５は発光素子５１と受光素子５２とによって、このレンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２で生成されるモアレ縞の濃淡を検出できるようになっている。
【００４６】
このレンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２とを有する検出部は、前記したようにレンズ保持部側スケール部材１を貼り付けたレンズ保持部１０が駆動側軸部材２１とガイド軸部材２２により、図２（Ａ）、または図３における図上上下に移動するようになっているため、駆動側軸部材２１とガイド軸部材２２、及びレンズ保持部１０の軸受部１４、１５の製作公差などにより、レンズ保持部１０に或る程度の倒れが生じる可能性がある。
【００４７】
すると、まず、レンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２の格子の角度差が変化する可能性があるわけで、実施形態のカメラモジュールでは、この問題を解決するため検出部を、レンズ保持部１０の周縁で、駆動側軸部材２１までの距離がガイド軸部材２２までの距離より小である位置に設けるようにした。
【００４８】
レンズ保持部１０の倒れは、前記したモアレ縞を生成するためのレンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との角度差に影響を与える場合があるが、レンズ保持部１０の倒れは通常駆動側軸部材２１において一定となり、この倒れが一定の場合、その倒れ量も含めてモアレ縞ピッチを測定することで、レンズ保持部の移動量を常に高精度に検出することが可能となる。
【００４９】
すなわち検出部をレンズ保持部１０の周縁で、駆動側軸部材２１までの距離がガイド軸部材２２までの距離より小である位置に設けることで、例えレンズ保持部１０に或る程度の倒れが生じても、検出部が駆動側軸部材２１近くにあるから前記したモアレ縞を生成するためのレンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との角度差は、倒れを含む一定の値となり、それによってモアレ縞ピッチを測定すれば、レンズ保持部１０の移動量を常に高精度に検出することが可能となる。
【００５０】
また、レンズ保持部１０に倒れがあると、レンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との間隔が、レンズ保持部１０の位置によって異なってしまう可能性があるが、これに対しては、カメラモジュール本体側スケール部材２を収容した周辺をレンズ保持部側スケール部材１の方に３１、３２のように突出させ、レンズ保持部側スケール部材１が当接できるようにして、レンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２とが常時所定間隔となるようにした間隔設定手段たる当接部３を設けた。また、レンズ保持部側スケール部材１を柔軟性に富む樹脂フィルム等で形成し、レンズ保持部１０に設けられた貼り付け面４に、レンズ保持部側スケール部材１が当接部３１、３２側にしなるように貼り付けて解決するようにした。
【００５１】
すなわちレンズ保持部側スケール部材１は、このしなりによってレンズ保持部１０が倒れても常時当接部３１、３２に当接するから、常に一定間隔でカメラモジュール本体側スケール部材２と対面することとなり、間隔が一定に保たれてモアレ縞のピッチが狂うということがなく、高精度な移動量検出が可能となる。
【００５２】
なお、検出部は、レンズ光軸に対して直交する半径方向に添う面に設置することで、レンズ保持部１０に倒れが有っても、レンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との角度差は、倒れを含む一定の値となるから、前記したレンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との角度差に対する影響が小さくなり、また、検出部を前記駆動側軸部材２１と光軸の両者に交差する面に設置することで、より正確なレンズ保持部の移動量検出が可能となる。
【００５３】
また、レンズ保持部側スケール部材１は、フッ素コート若しくはシリコンコートした好ましくはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムで低摩擦係数とすれば、レンズ保持部側スケール部材１が間隔設定手段に当接しても削れなどが生じることが少なくなる。さらに、レンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２のうちの、少なくともレンズ保持部側スケール部材１を、ポリイミド樹脂フィルム、若しくはＭｏ３Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｕ３Ｏ８、ＰｂＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２を微量添加したＳｉＯ２コージェライトからなる群から選ばれるいずれかの材料を含む低膨張率樹脂フィルムとすることで、例え高熱にさらされるような場所でカメラモジュール２０を使用しても、正確なレンズ保持部の移動量検出が可能となる。
【００５４】
また、レンズ保持部側スケール部材１は、少なくともカメラ本体側スケール部材２に対向する位置に図５の可動側スケール部材４１と同様のものが存在すれば良いため、透過性の弾性体（フィルム等）上のカメラ本体側スケール部材２に対向する位置にのみレンズ保持部側スケール部材１を貼付しても良く、或いは、弾性体の先端にレンズ保持部側スケール部材１が連続するように貼付しても良い。
【００５５】
図４はこのように構成されたカメラモジュール２０を組み込んだ携帯端末の一例である。この図４に示した携帯端末は、一例として携帯電話機５０の場合を示している。図中５１は操作部（操作部材）、５２はディスプレイ（表示部材）で、この図４はこれら操作部（操作部材）５１、ディスプレイ（表示部材）５２が見える状態（開状態）で示した平面図であり、図示の携帯電話機５０は、操作部５１が搭載された第１のケース部５３とディスプレイ５２が搭載された第２のケース部５４とがヒンジ機構５５によって連結され、第１及び第２のケース部５３及び５４は、ヒンジ機構５５の回りに回動可能となっている。なお、第１及び第２のケース部５３及び５４はケース体を構成する。
【００５６】
第２のケース５４には、図中破線二重丸で示すように、前述したカメラモジュール２０が組み込まれており、操作部５１の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール２０によって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、ディスプレイ５２上に表示される。なお、カメラモジュール２０は、図２（Ａ）、図３に示す上側が第２のケース部５４の外側に向けられている。つまり、第２のケース部５４には、カメラモジュール２０における固定レンズ保持部２６に保持されたレンズを露出させる開口部が形成され、また、図示はしないが、第１のケース部５３にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、第２のケース部５４の厚さ寸法は、略カメラモジュール２０の高さに規制されている。
【００５７】
このように、レンズ保持部１０に駆動側軸部材２１とガイド軸部材２２とを挿通して、カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末とを構成し、レンズ保持部１０の移動量をモアレ縞を用いた検出部で検出することで、高精度な移動量検出が可能となると共に、カメラモジュールと携帯端末を小型に構成することができる。また、このようにモアレ縞を使ったときに問題となるレンズ保持部１０の倒れに起因する、レンズ保持部側スケール部材１、カメラモジュール本体側スケール部材２の格子の角度差が変化する問題は、検出部を、レンズ保持部周縁で、駆動側軸部材までの距離がガイド軸部材までの距離より小である位置に設けることで、検出部が生成するモアレ縞のピッチに与える影響を最小に押さえることができ、レンズ保持部１０の移動量を常に高精度に検出することが可能となる。
【００５８】
また、レンズ保持部１０の倒れによってレンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との間隔が、レンズ保持部１０の位置によって異なってしまう可能性がある問題については、カメラモジュール本体側スケール部材２の収容部に間隔設定手段たる当接部３を設け、また、レンズ保持部側スケール部材１を柔軟性に富む樹脂フィルム等で形成して当接部３に常時当接するよう、レンズ保持部１０の貼り付け面４にレンズ保持部側スケール部材１をしなるように貼り付けることで解決し、常時レンズ保持部側スケール部材１とカメラモジュール本体側スケール部材２との間隔を一定として、レンズ保持部１０の移動量が常に高精度に検出できるようにしたから、レンズ保持部１０の移動量を常に高精度に検出することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、小型に構成したカメラモジュールにおいてオートフォーカス（ＡＦ）機能や焦点距離の変化（ズーム）機能を正確に動作させることができ、携帯端末などに用いて好適なカメラモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態になるカメラモジュールにおけるレンズ保持部の移動距離を検出する検出部を拡大した断面図である。
【図２】（Ａ）は実施形態のカメラモジュールの側面図で、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図で、レンズ保持部の移動距離検出部を含んで示したものである。
【図３】実施形態のカメラモジュールの斜視図である。
【図４】実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯電話機の一例を概略的に示す図である。
【図５】微細なピッチで透過部と非透過部とが格子状に交互に形成された２枚のスケール部材を、所定角度で向かい合わせることで生じるモアレ縞を用いて移動距離を検出する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  レンズ保持部側スケール部材（可動側スケール部材）
２  カメラモジュール本体側スケール部材（固定側スケール部材）
３、３１、３２  当接部
４  貼り付け面
５  フォトインタラブタ
５１  発光素子
５２  受光素子
１０  レンズ保持部
１１  レンズ
１２  ピエゾ素子
１２１  作動部
１３  バネ
１４、１５  軸受部
２０  カメラモジュール
２１  駆動側軸部材
２２  ガイド軸部材
２３  カメラモジュール筐体
２４  被写体側レンズ
２５  基台
２６  固定レンズ保持部
２７  基板
【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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