(57)【要約】【課題】倍率変更と焦点調整の適宜選択が可能で、最小限度の位置検出手段により光学部材の位置検出を正確に行うことができるカメラモジュールを提供することを目的とする。【解決手段】光学部材１、２を光軸方向に変位させるための操作部材３を駆動する駆動手段の原点を検出するためのフォトインタラプタＦによって検出される反射板Ｓを操作部材３と一体に設け、検出ポイントＰ，Ｑは、これら各焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）内にそれぞれ設定されている。焦点調整は頻繁に行われることが想定されるため、駆動手段の原点補正の頻度が多くなり、光学部材の位置制御をより正確に行えるようになる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的な特性がそれぞれ異なるレンズを備えて光軸に沿う方向及び光軸と交差する方向にそれぞれ独立に変位自在に支持される複数の光学部材を、前記光軸に対応する光軸位置と前記光軸から外れた退避位置とにそれぞれ独立に変位させるとともに前記光軸位置にて光軸に沿う方向にそれぞれ独立に変位させ焦点調整を行う操作部材が、単一の駆動手段によって駆動され、前記操作部材に設けられた検出ポイントを単一の位置検出手段で検出し、前記検出ポイントを検出した時点で前記駆動手段の原点を設定し、該原点からの前記駆動手段の駆動量を制御することで前記光学部材の変位位置を制御するカメラモジュールであって、
前記検出ポイントは、前記操作部材に設定された各焦点調整領域内にそれぞれ設定されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記操作部材は、前記光学部材を前記光軸位置と前記退避位置とに変位させるための第一カム面と、前記操作部材の支軸と交差する面で構成され前記光学部材を前記光軸位置にて焦点調整するための第二カム面とを備え、該第二カム面は、前記支軸と交差する面内に周方向に沿って傾斜する傾斜部を有し、
前記傾斜部における前記操作部材の駆動方向の下り斜面に前記焦点調整領域は設定され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。
【請求項３】
前記光学部材を前記傾斜部における上り斜面から下り斜面に移動させた後、一旦、前記光学部材を少なくとも前記下り斜面の前記焦点調整領域の下端まで移動させた後に前記操作部材を逆転させ、前記光学部材が前記下り斜面を上る過程で焦点調整することを特徴とする請求項１または２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記位置検出手段は反射型のフォトインタラプタであり、前記検出ポイントは反射体の端縁で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに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、携帯端末等の小型機器に搭載されるカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズを光軸上の位置と光軸から外れた位置とに切り換えることにより、単一のレンズを用いて倍率の変更を行うようにしたカメラモジュールは公知である（例えば、特許文献１）。また、焦点距離の異なる複数のレンズを選択的に切り換えることにより、倍率の変更を行うようにしたカメラモジュールも公知である（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平６−１０２５７２号公報
【特許文献２】特許第２６５７１０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近時は、携帯電話機等のいわゆる携帯端末にもミニサイズのカメラモジュールが搭載され、簡易に撮影を行えるようになったが、撮影モードの多様化や撮影技術の高度化、高品質化等の要請に応えるために、例えば、倍率変更と焦点調整を適宜選択して行えるようなモード変換機能が追求されるようになった。しかし、上記従来のカメラモジュール（特許文献１，２等）は焦点調整機能を備えていない。
【０００４】
倍率変更に加えて焦点調整を可能とするためには、特性の異なるレンズをそれぞれ有する複数の光学部材を、光軸に沿う方向及び光軸と交差する方向に変位自在となるように各独立に支持させなければならない。そして、各光学部材を高い精度で焦点調整するためには、各光学部材を駆動させる駆動手段の位置を精度よく把握できなければならない。しかしその一方で、位置検出の正確を期すために位置検出手段を各撮影モードごとに設置すると小型化が難しくなる。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、倍率変更と焦点調整の適宜選択が可能で、最小限度の位置検出手段により光学部材を変位させる操作部材の位置検出を正確に行うことができる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】
【０００６】
（１）本発明に係るカメラモジュールは、光学的な特性がそれぞれ異なるレンズを備えて光軸に沿う方向及び光軸と交差する方向にそれぞれ独立に変位自在に支持される複数の光学部材を、前記光軸に対応する光軸位置と前記光軸から外れた退避位置とにそれぞれ独立に変位させるとともに前記光軸位置にて光軸に沿う方向にそれぞれ独立に変位させ焦点調整を行う操作部材が、単一の駆動手段によって駆動され、前記操作部材に設けられた検出ポイントを単一の位置検出手段で検出し、前記検出ポイントを検出した時点で前記駆動手段の原点を設定し、該原点からの前記駆動手段の駆動量を制御することで前記光学部材の変位位置を制御するカメラモジュールであって、前記検出ポイントは、前記操作部材に設定された各焦点調整領域内にそれぞれ設定されていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、複数の光学部材のそれぞれに対応する操作部材の各焦点調整領域内に検出ポイントを設定しているので、いずれの光学部材の使用状態においても焦点調整が行われる度に検出ポイントが検出されることとなる。ここで、各光学部材はその使用状態において操作部材の焦点調整領域を頻繁に通過することが想定されるので、検出ポイントは頻繁に検出されることとなる。したがって、この構成によれば、駆動手段の原点（基準点）のリセットを頻繁に行えるようになるため、各光学部材の変位位置を正確に制御する上で有利となる。より好ましくは、焦点調整領域の中間点に検出ポイントを設ければ位置検出手段による検出頻度が高くなるため、さらに信頼性の高い位置制御が可能となる。
【０００８】
（２）前記操作部材は、前記光学部材を前記光軸位置と前記退避位置とに変位させるための第一カム面と、前記操作部材の支軸と交差する面で構成され前記光学部材を前記光軸位置にて焦点調整するための第二カム面とを備え、該第二カム面は、前記支軸と交差する面内に周方向に沿って傾斜する傾斜部を有し、前記傾斜部における前記操作部材の駆動方向の下り斜面に前記焦点調整領域は設定されていてもよい。
【０００９】
このようにすれば、操作部材の駆動方向の下り斜面に焦点調整領域を設定しているため、その下り斜面では光学部材との摩擦抵抗が軽減されるため、その焦点調整領域において光学部材が光軸から外れにくくなり、位置検出手段による位置検出とあいまって、より正確な焦点調整が可能となる。すなわち、光学部材を光軸に沿う方向と光軸と交差する方向との両方の方向に変位させるには、駆動手段の駆動方向は光学部材が光軸位置から退避位置に移動する方向に一致させる必要があり、この場合、第二カム面における操作部材の駆動方向の上り斜面に光学部材（のカムフォロワー）を付勢状態で当接させている過程（領域）では、斜面から受ける摩擦抵抗が大となるため、光学部材が退避方向に移動しようとし、焦点調整中に光軸から外れることも懸念されるが、上記構成では、操作部材の駆動方向の下り斜面に焦点調整領域を設定しているので、その下り斜面では光学部材との摩擦抵抗が軽減され、その焦点調整領域において光学部材が光軸から外れにくくなり、安定した焦点調整が可能となる。なお、操作部材の駆動方向は、例えば、反時計回りに設定してもよく、時計回りに設定してもよいが、いずれにしても、光学部材が光軸位置から退避位置に向かう方向に一致させる必要がある。
【００１０】
（３）前記光学部材を前記傾斜部における上り斜面から下り斜面に移動させた後、一旦、前記光学部材を少なくとも前記下り斜面の前記焦点調整領域の下端まで移動させた後に前記操作部材を逆転させ、前記光学部材が前記下り斜面を上る過程で焦点調整してもよい。このようにすれば、操作部材を一時的に逆転させるので、その際、光学部材は退避位置から光軸位置に向かう方向に付勢されることとなり、摩擦抵抗に拘わらず焦点調整時に光学部材が退避しようとすることがなくなり、位置検出手段による位置検出とあいまって、より正確な焦点調整が可能となる。
【００１１】
（４）前記位置検出手段は反射型のフォトインタラプタであり、前記検出ポイントは反射体の端縁で構成されていてもよい。このようにすれば、操作部材に反射体を貼り付けて形成し、これに対向する形でフォトインタラプタを設置するだけでよく、簡単な構成でしかも省スペース化に有利となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るカメラモジュールによれば、複数の光学部材のそれぞれに対応する操作部材の各焦点調整領域内に検出ポイントを設定しており、かかる焦点調整領域は光学部材が頻繁に通過することが想定されるので、検出ポイントは頻繁に検出されることとなり、光学部材の変位位置を正確に制御する上で有利となる。したがって、精度の高い焦点調整が可能な優れたカメラモジュールを提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の最良の実施形態に係るカメラモジュールについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は、位置検出手段としてのフォトインタラプタＦの出力信号と、光学部材１，２を操作するための操作部材３のカム面の対応図、図２は、フォトインタラプタＦの組み付け対応図、図３は、光学部材１と操作部材３の焦点調整動作時の対応図である。このフォトインタラプタＦが組み付けられるカメラモジュールは、図２及び図３に示すように、光学的な特性がそれぞれ異なるレンズを備えて光軸に沿う方向及び光軸と交差する方向に各独立に変位自在となるように支軸１１に支持される上下一対の光学部材１，２を、そのレンズ１ａ，２ａが光軸に対応する光軸位置と光軸から外れた退避位置（図２に二点鎖線で示す）とに各独立に変位させる単一の操作部材３が、単一の駆動手段（図示省略）によって駆動されるように構成される。
【００１５】
その操作部材３は、各光学部材１，２に対応したカム部５，６を備えるカム部材であり、カム部５，６は、カム部材３の光軸に沿う方向に立設されて駆動手段によって制御駆動される支軸３ａの周りに上下にほぼ対称に形成され、光学部材１，２を退避位置に退避させるために支軸３ａに沿う面内に形成される第一カム面７，１７と、光学部材１，２を光軸位置で焦点調整するための第二カム面８，１８と、光学部材１，２を支軸３ａに沿う方向に位置規制するために第一カム面７の周りに支軸３ａに交差する面内に形成される第三カム面９，１９と、を備え、第二カム面８は、図３に示すように、支軸３ａと交差する面内に周方向に沿って平坦部８１と傾斜部８２を有し、傾斜部８２は、上り斜面８２ａと下り斜面８２ｂとからなる。なお、第二カム面１８も第二カム面８とほぼ上下対称に同様に形成される。もちろん、各カム部５，６は互いに対称でなくてもよく、操作する各光学部材１，２の各特性に応じて適宜、相異なるように形成してもよい。
【００１６】
操作部材３の支軸３ａの下部には、図２に示すように、被動歯車１２が取付けられ、該被動歯車１２が、歯車伝動機構（図示省略）を介して、ステッピングモータ等からなる駆動手段に伝動連結されている。その被動歯車１２の下面には、略半円形状の反射板Ｓが設けられる。反射板Ｓは、操作部材３の支軸３ａを中心とする半円形状部分に貼り付けられて、反射部ＳＲと、非反射部ＳＮを形成しており、反射板Ｓの周方向両端縁がフォトインタラプタＦにより検出される検出ポイントＰ，Ｑとなる。第二カム面８，１８の傾斜部８２（他方の符号は省略）における操作部材３の回転方向の下り斜面８２ｂ（他方の符号は省略）には焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）が設定されており、
検出ポイントＰ，Ｑは、これら各焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）内にそれぞれ設定されている。すなわち、光学部材１，２のいずれかが焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）内に位置しているときに、検出ポイントＰ，ＱがフォトインタラプタＦにより検出されるよう、反射板Ｓは配置されている。
【００１７】
上記のように構成されるカメラモジュールは、カム部５，６が操作部材３の支軸３ａの周りに形成され、光学部材１，２を退避位置に退避させるための第一カム面７，１７と、光学部材１，２を光軸位置で焦点調整するための第二カム面８，１８と、を備えているので、操作部材３を単一の駆動手段によって（例えば、反時計回りに）駆動させることにより、特性の異なるレンズを光軸に対して出退させるように各光学部材１，２を変位させることで倍率変更を行うことができ、また、レンズが光軸上に位置する光学部材１，２を光軸に沿って変位させることで、テレの操作モードとワイドの操作モードでの焦点調整をそれぞれ行うことができる。
【００１８】
そして、第二カム面８，１８の傾斜部８２（他方の符号は省略）における操作部材３の駆動方向の下り斜面８２ｂ（他方の符号は省略）に設定される焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）に光学部材１，２がそれぞれ位置するときにフォトインタラプタＦが検出ポイントＰ，Ｑを検出するよう、反射板Ｓを配置しているので、光学部材１，２のいずれを使用している状態においても焦点調整が行われる度毎に検出ポイントＰ，Ｑが検出されることとなる。ここで、各光学部材１，２はその使用状態において操作部材３の焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）を頻繁に通過することが想定されるので、検出ポイントＰ，ＱはフォトインタラプタＦにより頻繁に検出されることとなる。したがって、この構成によれば、駆動手段の原点（基準点）のリセットを頻繁に行えるようになるため、各光学部材１，２の変位位置を正確に制御する上で有利となる。
【００１９】
このようなカメラモジュールでは、前述したように、第二カム面８における操作部材３の駆動方向の上り斜面８２ａに光学部材１のカムフォロワーを付勢当接させている過程（領域）では、斜面から受ける抵抗が大となるため、光学部材１が光軸位置から退避位置に向かって移動しようとし、焦点調整中に光軸から外れることが懸念される。そこで、図１に示すように、第二カム面８の傾斜部８２における操作部材３の駆動方向（回転方向）の下り斜面８２ｂに焦点調整領域ＦＡ（Ｔ，テレ側）を設定し、該焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）にて焦点調整を行うようにしている。このように、操作部材３の駆動方向の下り斜面８２ｂに焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）を設定すれば、その下り斜面８２ｂから受ける摩擦抵抗は、上り斜面８２ａから受ける摩擦抵抗よりも大幅に低減されるため、その焦点調整領域において光学部材１が光軸から外れにくくなる。なお、他方の焦点調整領域ＦＡ（Ｗ，ワイド側）も、第二カム面１８に第二カム面８と同様に（ほぼ上下対称に）形成されており、同様の効果を奏する。
【００２０】
より詳細には、フォロア部１ｃを、傾斜部８２における上り斜面８２ａから下り斜面８２ｂに移動させた後、一旦、フォロア部１ｃ焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）の下端まで移動させた後に操作部材３を（例えば、時計回りに）逆転させ、フォロア部１ｃが下り斜面８２ｂを上る過程で焦点調整するのが好ましい。このようにすれば、操作部材３を一時的に逆転させるので、その際、光学部材１は退避位置から光軸位置に向かう方向に付勢されることとなり、焦点調整時に光学部材１が退避しようとすることがなくなる。なお、以上はカム部５を例にとって説明したが、カム部６についても同様である。
【００２１】
次いで、このようなカメラモジュールのフォトインタラプタＦによる位置制御動作を、図１を参照しつつ、光学部材１と操作部材３の一連の動作と共に、順を追って説明する。なお、便宜上、上方のカム部５を例にとり、フォロア部１ｃが、第一カム面７及び第三カム面９から第二カム面８へ移行する箇所を０°（基準点）として説明する。まず、０°においては、光学部材１は退避位置の終端にあり、フォロア部１ｃの側端部が第一カム面７に付勢当接し、かつ、一方のカムフォロワーが第三カム面９に付勢当接しており、光学部材１は支軸１１に沿う方向の位置規制が行われている。
【００２２】
０°の位置から、操作部材３が反時計回りに回転すると、フォロア部１ｃの側端部は第一カム面７から外れ、かつ、一方のカムフォロワーが第三カム面９から離間し、他方のカムフォロワーが平坦部８１に当接してフォロア部１ｃが径方向内方に変位し、これに伴って、テレレンズ１ａが光軸に接近するように変位する。そして、操作部材３の回転開始から約６０°以内で、フォロア部１ｃが向きを変え、テレレンズ１ａが光軸上に挿入されて、光学部材１は光軸位置にある状態となる。
【００２３】
さらに操作部材３が反時計回りに回転すると、フォロア部１ｃが第二カム面８の上り斜面８２ａに至り約９０°の角度範囲に亘って該上り斜面８２ａに沿って頂部まで上昇する。この頂部は、約１５０°の角度位置にある。そして、フォロア部１ｃが、第二カム面８の下り斜面８２ｂにさしかかり焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）に至り、約３０°の角度範囲に亘って下り斜面８２ｂに沿って降下し、焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）の下端まで移動する。その降下過程で、反射板Ｓの検出ポイントＰがフォトインタラプタＦで検出されるため、その検出信号がＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がり、その時点で駆動手段の歩進数（回転量）がリセットされ、原点が設定される。
【００２４】
次いで、フォロア部１ｃが下り斜面８２ｂの焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）の下端に到達すると、操作部材３が逆転され、フォロア部１ｃが下り斜面８２ｂを上る過程で焦点調整を行う。このように焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）の上り過程で焦点調整を行えば、光学部材１が光軸から外れることがなく、フォロア部１ｃの動作が安定化するため、焦点位置をより確実に精度よく捉えることができる。しかも、その時点では、駆動手段の原点位置が補正されているため、設計通りの位置制御が可能となる。
【００２５】
原点補正を加味した焦点調整が終了すると、操作部材３を（反時計回りに）正転させ、フォロア部１ｃを約１８０°の角度位置にある平坦部８１に移動させる。さらに、フォロア部１ｃは、約６０°の角度範囲に亘って、平坦部８１上を径方向外方に変位し、これに伴って、テレレンズ１ａが光軸から離脱するように変位する。また、フォロア部１ｃは、第二カム面８の終端を画する端面に当接し、該端面の端縁を支点として径方向外方に作用する力を受ける。
【００２６】
その際に、フォロア部１ｃの一方のカムフォロワーが、第三カム面９の移行部に付勢当接した時点で、フォロア部１ｃが向きを変え、フォロア部１ｃの側端部が第一カム面７に付勢当接し、かつ一方のカムフォロワーが第三カム面９に移行しテレレンズ１ａが光軸から離脱して、光学部材１が退避位置に復帰する。
【００２７】
以上、上方のカム部５を例にとって説明したが、下方のカム部６も、上方のカム部５に対して約１８０°の位相遅れで同様に動作し、焦点調整領域ＦＡ（Ｗ，ワイド側）にて駆動手段の原点補正が行われる。つまり、反射板Ｓの検出ポイントＰ，Ｑは、前述したように、光学部材１，２が焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）とＦＡ（Ｗ）に位置したときフォトインタラプタＦにより検出される位置にあるので、単一の操作部材３が１８０°回転する度毎に焦点調整領域ＦＡ（Ｔ）とＦＡ（Ｗ）においてフォトインタラプタＦで反射板Ｓの検出ポイントＰ，Ｑを検出してテレの操作モードとワイドの操作モードの両モードで駆動手段の原点補正を行うことができる。したがって、実際の使用状態において、いずれかのモードに偏って使用しても、駆動手段の原点補正を長らく行えず光学部材１または２の実際の位置が大きくずれてしまうことがなくなる。
【００２８】
なお、本発明は、実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて、設計変更や改良等を行うのは自由であり、例えば、操作部材３の駆動方向は時計回りに設定してもよい。また、操作部材３は、何れか一方のカム部５又は６のみを有するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係るカメラモジュールは、簡易な構成で信頼性の高い焦点調整機能を奏するので、携帯電話やＰＤＡなどの携帯端末装置等に付設されるカメラモジュールの分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの位置検出手段の出力信号と、光学部材を操作するための操作部材のカム面の対応図
【図２】同位置検出手段の組み付け対応図
【図３】同位置調整動作時の光学部材と操作部材の対応図
【符号の説明】
【００３１】
１，２  光学部材
１ａ，２ａ  レンズ
３  操作部材
３ａ  支軸
５，６  カム部
７，１７  第一カム面
８，１８  第二カム面
９，１９  第三カム面
８２  傾斜部
８２ａ  上り斜面
８２ｂ  下り斜面
Ｆ  フォトインタラプタ
Ｓ  反射板
ＳＲ  反射部
ＳＮ  非反射部
ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）  焦点調整領域
Ｐ，Ｑ  検出ポイント
【図１】
2007101628.tif 000003
【図２】
2007101628.tif 000004
【図３】
2007101628.tif 000005