(57)【要約】【課題】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。【解決手段】カメラモジュール１は、ヨーク２と、レンズユニット３と、第１磁性体４１と第２磁性体４２を備え第１位置と第２位置との間において変位するホルダ４と、コイル５と、第１部分２１及び第２部分２２を有するヨーク２と、マグネット６と、撮像素子８とを有し、コイル５へ正の直流電流を供給しホルダ４を第２位置へ変位させる行程と、コイル５への正の直流電流の供給を停止しホルダ４を第２位置に保持させる行程と、コイル５へ負の直流電流を供給しホルダ４を第１位置へ変位させる行程と、コイル５への負の直流電流の供給を停止しホルダ４を第１位置に保持される行程とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
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レンズユニットの光軸方向に沿って第１位置と第２位置との間において変位可能なホルダと、
前記レンズユニットの光軸方向における前記第１位置側において前記ホルダに設けられている第１磁性体と、
前記レンズユニットの光軸方向における前記第２位置側において前記ホルダに設けられている第２磁性体と、
前記ホルダの側部に巻回されていると共に、前記第１磁性体に近接して配設されているコイルと、
前記ハウジングの全部又は一部を構成し、前記第１磁性体に対向する位置に配設されている第１部分と前記第２磁性体に対向する位置に配設されている第２部分とを有するヨークと、
前記ヨークに設けられていると共に、前記コイルの側方に間隔を隔てて設けられているマグネットと、
前記ホルダの前記第１位置が位置する方向において前記レンズユニットから離間して設けられている撮像素子とを有し、
前記コイルへ正又は負の直流電流を供給し前記コイルに磁界を発生させ、前記第１磁性体が前記ヨークの前記第１部分により形成されている磁界と反撥し、前記ホルダを前記レンズユニットの光軸方向に沿って前記第２位置へ変位させる行程と、
前記コイルへの正又は負の直流電流の供給を停止し、前記第２位置において、前記第２磁性体が前記第２部分に磁力によって保持される行程と、
前記コイルへ負又は正の直流電流を供給し前記コイルに磁界を発生させ、前記第１磁性体が前記ヨークの前記第１部分により形成されている磁界と引き合い、前記ホルダを前記レンズユニットの光軸方向に沿って前記第１位置へ変位させる行程と、
前記コイルへの負又は正の直流電流の供給を停止し、前記第１位置において、前記第１磁性体が前記第１部分に磁力によって保持される行程とを有していることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記第１位置は前記ホルダが前記撮像素子側に変位している位置であり、前記第２位置は前記ホルダが前記撮像素子側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】
前記第１磁性体、前記第２磁性体、前記ヨークの前記第１部分、及び前記ヨークの前記第２部分は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レンズユニットの光軸方向に沿って第１位置と第２位置との間において変位可能なホルダと、前記レンズユニットの光軸方向における前記第１位置側において前記ホルダに設けられている第１磁性体と、前記レンズユニットの光軸方向における前記第２位置側において前記ホルダに設けられている第２磁性体と、前記ホルダの側部に巻回されていると共に、前記第１磁性体に近接して配設されているコイルと、前記ハウジングの全部又は一部を構成し、前記第１磁性体に対向する位置に配設されている第１部分と前記第２磁性体に対向する位置に配設されている第２部分とを有するヨークと、前記ヨークに設けられていると共に、前記コイルの側方に間隔を隔てて設けられているマグネットと、前記ホルダの前記第１位置が位置する方向において前記レンズユニットから離間して設けられている撮像素子とを有し、前記コイルへ正又は負の直流電流を供給し前記コイルに磁界を発生させ、前記第１磁性体が前記ヨークの前記第１部分により形成されている磁界と反撥し、前記ホルダを前記レンズユニットの光軸方向に沿って前記第２位置へ変位させる行程と、前記コイルへの正又は負の直流電流の供給を停止し、前記第２位置において、前記第２磁性体が前記第２部分に磁力によって保持される行程と、前記コイルへ負又は正の直流電流を供給し前記コイルに磁界を発生させ、前記第１磁性体が前記ヨークの前記第１部分により形成されている磁界と引き合い、前記ホルダを前記レンズユニットの光軸方向に沿って前記第１位置へ変位させる行程と、前記コイルへの負又は正の直流電流の供給を停止し、前記第１位置において、前記第１磁性体が前記第１部分に磁力によって保持される行程とを有していることを特徴とする。
【０００６】
さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記第１位置は前記ホルダが前記撮像素子側に変位している位置であり、前記第２位置は前記ホルダが前記撮像素子側の反対側に変位している位置であることが好ましい。
【０００７】
さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記第１磁性体、前記第２磁性体、前記ヨークの前記第１部分、及び前記ヨークの前記第２部分はリング状の鉄部材であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明に係るカメラモジュールは、コイルが第１磁性体に近接して配設されているため、電磁誘導による第１磁性体の磁化極性を制御することにより、第１位置または第２位置へホルダを変位させることができる。そして、直流電流の供給を停止した後も、第１磁性体とヨークの第１部分との吸着力、または第２磁性体とヨークの第２部分との吸着力により、第１位置または第２位置においてホルダを保持することができる。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。
【０００９】
請求項２記載の発明に係るカメラモジュールは、第１位置はレンズユニットを収容しているホルダ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を収容しているホルダが撮像素子側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。
【００１０】
請求項３記載の発明に係るカメラモジュールは、第１磁性体、第２磁性体、ヨークの前記第１部分、及びヨークの前記第２部分はリング状の鉄部材である。このため第１磁性体及び第１部分における吸着力と、第２磁性体及び第２部分における吸着力を十分かつ均一に確保することができ、ホルダの保持を確実なものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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ないし図４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３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、ヨーク２の第２部分２２が配設されている方向を上、また、基板７が配設されている方向を下としている。
【００１２】
カメラモジュール１は、ハウジングを兼ねているヨーク２と、カメラモジュール１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第１位置と第２位置との間において変位可能なホルダ４と、レンズユニット３の光軸方向における前記第１位置側においてホルダ４に設けられている第１磁性体４１と、レンズユニット３の光軸方向における前記第２位置側においてホルダ４に設けられている第２磁性体４２と、ホルダ４の側部に巻回されていると共に、第１磁性体４１に近接して配設されているコイル５と、ハウジングを兼ねており、第１磁性体４１に対向する位置に配設されている第１部分２１と第２磁性体４２に対向する位置に配設されている第２部分２２とを有するヨーク２と、ヨーク２に設けられていると共に、コイル５の側方に間隔を隔てて設けられているマグネット６と、ホルダ４の第１位置が位置する方向においてレンズユニット３から離間して設けられている撮像素子８とを有している。
【００１３】
そして、コイル５へ正の直流電流を供給しコイル５に磁界を発生させ、コイル５がヨーク２の第１部分２１により形成されている磁界と反撥し、ホルダ４をレンズユニット３の光軸方向に沿って第２位置へ変位させる行程と、コイル５への正の直流電流の供給を停止し、第２位置において、第２磁性体４２が第２部分２２に磁力によって保持される行程と、コイル５へ負の直流電流を供給しコイル５に磁界を発生させ、コイル５がヨーク２の第１部分２１により形成されている磁界と引き合い、ホルダ４をレンズユニット３の光軸方向に沿って第１位置へ変位させる行程と、コイル５への負の直流電流の供給を停止し、第１位置において、第１磁性体４１が第１部分２１に磁力によって保持される行程とを有していることを特徴とする。
【００１４】
カメラモジュール１のハウジングは、図１に示すように、円筒状の鉄部材であるヨーク２により構成されている。即ち、本実施形態においてヨーク２はハウジングの機能を兼ねている。このヨーク２は、撮像素子８側にリング状の第１部分２１を、またその反対側にリング状の第２部分２２を有している。そして、第１部分２１は後述する第１磁性体４１に対向する位置に配設されており、また第２部分２２は後述する第２磁性体４２に対向する位置に配設されている。なお、ヨーク２とは別部材のハウジング部材を設けることも可能であり、またハウジングの一部をヨーク２が構成することも可能である。
【００１５】
ホルダ４は円筒状の合成樹脂製部材であり、その中央部に円筒状の空間を有している。この空間内部には、カメラモジュール１の光学系を構成するレンズユニット３（図示せず）が収容されている。ホルダ４の側部にはコイル５が巻回されている。このホルダ４の下部（撮像素子８側）には、リング状の鉄部材である第１磁性体４１が配設されている。また、ホルダ４の上部（撮像素子８側の反対側）には、リング状の鉄部材である第２磁性体４２が配設されている。
【００１６】
図１に示すように、ホルダ４は通常撮影状態において撮像素子８側に変位し、このとき第１磁性体４１がヨーク２の第１部分２１に吸着保持されている。この通常撮影状態のホルダ４の位置を第１位置とする。また、図３に示すように、ホルダ４はマクロ撮影状態において撮像素子８側の反対側に変位し、このとき第２磁性体４２がヨーク２の第２部分２２に吸着保持されている。このマクロ撮影状態のホルダ４の位置を第２位置とする。
【００１７】
コイル５は円筒状コイルであり、ホルダ４の外周壁の下方、即ち第１磁性体４１の方向へ偏在して配設されている。コイル５の下部は第１磁性体４１と接しており、またコイル５の上部は第２磁性体４２とは離間して配設されている。なお、コイル５と第１磁性体は必ずしも接触している必要はない。
【００１８】
マグネット６はヨーク２の内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、下方がＳ極であり、上方がＮ極となっている。このため、ヨーク２の第１部分２１はＳ極に磁化されており、また第２部分２２はＮ極に磁化されている。また、マグネット６はコイル５の側方に間隔を隔てて配設されている。
【００１９】
撮像素子８はＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサであり、レンズユニット３の下方において基板７の表面に配設されている。なお、図１において、符号９はベース部材を、また符号１０はＩＲカットフィルタを示している。
【００２０】
以下、本実施形態のカメラモジュール１の作用を、図１ないし図４を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１は通常撮影状態におけるカメラモジュール１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４１がヨーク２の第１部分２１に吸着保持されており、第１位置、即ちホルダ４に収容されているレンズユニット３が撮像素子８側に変位している位置に位置している。この状態において、コイル５には直流電流が供給されていない。
【００２２】
次に、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説明する。図２においてコイル５へ正の直流電流が供給されると、電磁誘導によりコイル５の下方はＳ極となる。このためコイル５と接している第１磁性体４１がＳ極に磁化され、Ｓ極に磁化されている第１部分２１と反撥する。ホルダ４はこの反発力によってレンズユニット３の光軸方向へ沿って第１位置から第２位置へと変位してゆく。この際、第２磁性体４２はヨーク２の第２部分２２と同じＮ極に磁化されるが、コイル５が第１磁性体４１側に偏在し第２磁性体とは離間して設けられているため、その磁化の程度は無視できるほど弱い。このため第１部分２１と第１磁性体４１との反撥力が第２部分２２と第２磁性体４２の反撥力に優り、ホルダ４が第１位置から第２位置へ変位する。
【００２３】
ホルダ４が第１位置から第２位置へ変位し、第２磁性体４２がヨーク２の第２部分２２と接するとホルダ４の変位は終了する。そして、ホルダ４の変位が終了するとコイル５へ正の直流電流の供給を停止する。第２磁性体４２はヨーク２の第２部分２２に接しているため第２磁性体４２が第２部分２２の磁力により吸着保持され、直流電流の供給を停止した後もホルダ４は第２位置において保持される（図３参照）。
【００２４】
次に、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説明する。図４においてコイル５へ負の直流電流が供給されると、電磁誘導によりコイル５の下方はＮ極となる。このためコイル５と接している第１磁性体４１がＮ極に磁化され、Ｓ極に磁化されている第１部分２１へ吸引される。ホルダ４はこの吸引力によってレンズユニット３の光軸方向へ沿って第２位置から第１位置へと変位してゆく。この際、第２磁性体４２はＳ極に磁化されるが、第１部分２１と第１磁性体４１との吸引力が第２部分２２と第２磁性体４２の吸引力に優るため、ホルダ４が第２位置から第１位置へ変位する。
【００２５】
ホルダ４が第２位置から第１位置へ変位し、第１磁性体４１がヨーク２の第１部分２１と接するとホルダ４の変位は終了する。そして、ホルダ４の変位が終了するとコイル５へ負の直流電流の供給を停止する。第１磁性体４１はヨーク２の第１部分２１の磁力により吸着保持され、直流電流の供給を停止した後もホルダ４は第１位置において保持される（図１参照）。
【００２６】
本実施形態のカメラモジュール１によれば、コイル５が第１磁性体４１に近接して配設されているため、電磁誘導による第１磁性体４１の磁化極性を制御することにより、第１位置または第２位置へホルダ４を変位させることができる。そして、直流電流の供給を停止した後も、第１磁性体４１とヨーク２の第１部分２１との吸着力、または第２磁性体４２とヨーク２の第２部分２２との吸着力により、第１位置または第２位置においてホルダ４を保持することができる。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。
【００２７】
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を収容しているホルダ４が撮像素子８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を収容しているホルダ４が撮像素子８側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。
【００２８】
さらに、上記カメラモジュール１において、第１磁性体４１、第２磁性体４２、ヨーク２の第１部分２１、及びヨーク２の第２部分２２はリング状の鉄部材である。このため第１磁性体４１及び第１部分２１における吸着力、及び第２磁性体４２及び第２部分２２における吸着力を十分かつ均一に確保することができ、ホルダ４の保持を確実なものとすることができる。
【００２９】
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】
【００３０】
【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のコイル５に正の直流電流を供給した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のホルダ４が第２位置において保持されている状態を示す断面説明図である。
【図４】図１に示すカメラモジュール１のコイル５に負の直流電流を供給した状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  カメラモジュール
２  ヨーク
２１  第１部分
２２  第２部分
３  レンズユニット
４  ホルダ
４１  第１磁性体
４２  第２磁性体
５  コイル
６  マグネット
７  基板
８  撮像素子
９  ベース部材
１０  ＩＲカットフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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