(57)【要約】【課題】それぞれ光学的な特性の異なるレンズを備えて三次元方向に変位自在な光学部材を高い精度で焦点調整できるようにする焦点の自動調整方法を提供する。【解決手段】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、前記操作部材３の支軸３ａ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と、対応する前記光学部材１、２を光軸位置で焦点調整するための第二カム面８と、を備え、第二カム面８は、支軸３ａと交差する面内に周方向に沿って傾斜する傾斜部８２を有し、該傾斜部８２における前記操作部材３の駆動方向の下り斜面８２ｂに焦点調整領域を設定し、該焦点調整領域にて焦点調整を行う。【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するカメラモジュールにおける焦点の自動調整方法であって、
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焦点調整領域を設定し、該焦点調整領域にて焦点調整を行うことを特徴とする焦点の自動調整方法。
【請求項２】
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に記載の焦点の自動調整方法。
【請求項３】
前記第一カム面と第二カム面は、前記操作部材の両端に形成され、２つの異なる操作モード下において前記第二カム面に設定された焦点調整領域でそれぞれ焦点調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点の自動調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末等に搭載されるカメラモジュールにおける焦点の自動調整方法に関する。
【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、鮮明な画像を得るためには精度の高い焦点調整が必要とされ、そのためには、各光学部材を焦点位置に高い精度で設定できなければならない。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、それぞれ光学的な特性の異なるレンズを備えて三次元方向に変位自在な光学部材を高い精度で焦点調整できるようにする焦点の自動調整方法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）本発明に係る焦点の自動調整方法は、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各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するカメラモジュールにおける焦点の自動調整方法であって、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焦点調整領域を設定し、該焦点調整領域にて焦点調整を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記のように構成されるカメラモジュールは、カム部が操作部材の支軸周りに形成され、光学部材を退避位置に退避させるための第一カム面と、光学部材を光軸位置で焦点調整するための第二カム面と、を備えているので、操作部材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軸位置にて、光学部材を光軸に沿って変位させることで焦点調整を行うことができる。
【０００８】
このようなカメラモジュールでは、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る。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、この方法のように、操作部材の駆動方向の下り斜面に焦点調整領域を設定すれば、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、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。
【０００９】
（２）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ようにしてもよい。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る。
【００１０】
（３）前記第一カム面と第二カム面は、前記操作部材の両端に形成され、２つの異なる操作モード下において前記第二カム面に設定された焦点調整領域でそれぞれ焦点調整を行うようにしてもよい。このようにすれば、単一の操作部材によって、例えば、テレ操作モードとワイド操作モードの両方でそれぞれ同様の方法によって焦点調整を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の焦点の自動調整方法によれば、第二カム面の傾斜部における操作部材の駆動方向の下り斜面に焦点調整領域を設定するので、光学部材が傾斜部から受ける摩擦抵抗を低く抑えることができ、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。
【００１２】
また、操作部材を一旦逆転させて前記下り斜面を上る過程で焦点調整を行うようにすれば、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る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の最良の形態に係る焦点の自動調整方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
図１は、光学部材１，２を操作するための操作部材３のカム面の展開図、図２及び図３は光軸位置にある光学部材１と操作部材３の対応状態を示し（他方の光学部材２は退避位置にある）、図２は焦点調整動作時、図３は焦点調整動作以外時の状態を示す。この焦点の自動調整方法は、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（他方の符号は省略）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したカメラモジュールに適用される。
【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、カム部５，６は、操作部材３の光軸に沿う方向に立設されてステップモータ等からなる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（他方の符号は省略）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（他方の符号は省略）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（他方の符号は省略）と、を備え、第二カム面８は、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。
【００１６】
光学部材１，２は、上述のように、光軸に沿う方向及び光軸と交差（直交）する方向に各独立に変位自在となるように、光軸に沿う方向に立設された支軸１１に支持され、かつ、その光学部材１，２の端末部間に掛張された引張スプリング１０によって、光学部材１，２が共に光軸方向に付勢されている。また、光学部材１，２のアーム基部にはフォロア部１ｃ，２ｃが設けられ、そのフォロア部１ｃ，２ｃには、第二カム面８に付勢当接するカムフォロワーと、第三カム面９に付勢当接するカムフォロワーが設けられている。なお、第一カム面７には、フォロア部１ｃ，２ｃの側端部が付勢当接する。
【００１７】
このように構成されるカメラモジュールは、操作部材３を、例えば、反時計回りに回転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（光軸位置と退避位置とに）変位させることで倍率変更を行うことができ、また、レンズを光軸位置にて、光学部材１，２を光軸に沿って変位させることで焦点調整を行うことができる。
【００１８】
このようなカメラモジュールでは、カム部５を例にとって説明すると、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、斜面から受ける摩擦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も懸念される。そこで、本焦点の自動調整方法では、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），ＦＡ（Ｗ，ワイド側）を設定し、該焦点調整領域ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）にて焦点調整を行うようにしている。この方法のように、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），ＦＡ（Ｗ）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り、安定した焦点調整が可能となる。
【００１９】
また、好ましくは、フォロア部１ｃ，２ｃ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，２ｃを下り斜面８２ｂの焦点調整領域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，２ｃが下り斜面８２ｂを上る過程で焦点調整する。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り、より安定した焦点調整が可能となる。
【００２０】
なお、以上はカム部５を例にとって説明したが、カム部６についても同様の方法が適用されており、同様の作用、効果を奏する。
【００２１】
次いで、このような焦点の自動調整方法を、図１を参照しつつ、光学部材１，２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他部材との当接干渉が防止される。
【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に至り約３０°の角度範囲に亘って下り斜面８２ｂに沿って降下する。
【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を逆転させ、フォロア部１ｃが下り斜面８２ｂを上る過程で焦点調整を行う。このような上り過程で焦点調整を行えば、光学部材１，２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。
【００２５】
焦点調整が終了すると、操作部材３を正転させ、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】
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る。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る焦点の自動調整方法は、倍率変更機能や焦点調整機能という高度な機能を有するカメラモジュールに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の焦点の自動調整方法が適用されるカメラモジュールの操作部材のカムの展開図
【図２】同焦点調整動作時の光学部材と操作部材の対応状態を示す構成説明図
【図３】同光軸位置にある光学部材と操作部材の焦点調整動作以外の対応状態を示す構成説明図
【符号の説明】
【００３０】
１，２  光学部材
１ａ  レンズ
３  操作部材
３ａ  支軸
５，６  カム部
７  第一カム面
８  第二カム面
９  第三カム面
８２  傾斜部
８２ａ  上り斜面
８２ｂ  下り斜面
ＦＡ（Ｔ），ＦＡ（Ｗ）…焦点調整領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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