(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚のレンズを含むレンズ部と、前記レンズの光軸方向に対して略垂直な受光面を持つ撮像素子と、前記レンズ部の外周側に配置された固定部と、前記レンズに対して前記撮像素子の反対側に配置されていて前記レンズ部と前記固定部とを連結している第１の弾性体と、前記レンズに対して前記撮像素子側に配置されていて前記レンズ部と前記固定部とを連結している第２の弾性体とを有するカメラモジュールにおいて、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは同一形状であり、
前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は、それぞれの中心軸を一致させて、互いに対向するよう配置され、かつ、前記レンズの光軸方向に前記第１の弾性体を投影した形状とは異なるよう前記第２の弾性体は配置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】
前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸に垂直な軸に対して、対称に反転させたように配置されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸を中心として、回転させたように配置されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部および前記レンズ部に接続される内側円環部と、前記外側円環部および前記内側円環部をつなぐＮ本（Ｎは２以上の整数）のアームとを有し、
前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸を略中心として、（１８０／Ｎ）°回転させたように配置されている請求項３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記レンズは複数であって、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部と、前記外側円環部の内側に配置された内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部とをつなぐ少なくとも１つのアームとを有していて、
前記内側円環部は、前記レンズ部の略中央位置で支持されている請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記レンズは複数であって、
前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部および前記レンズ部に接続される内側円環部と、前記外側円環部および前記内側円環部をつなぐアームとを有し、
前記第１の弾性体および前記第２の弾性体はそれぞれ、前記レンズと同数である前記アームを有している請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項７】
前記レンズ部の外周側にはコイルが設置され、
前記固定部は、前記コイルに磁界を形成する永久磁石部と、前記永久磁石部の外周側に配置された強磁性体からなるヨークとを備え、
前記コイルと、前記永久磁石部と、前記ヨークとは、前記レンズと前記撮像素子との相対位置を変化させるアクチュエータを構成している請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項８】
前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は導電性を有し、
前記第１の弾性体および前記第２の弾性体のそれぞれと前記永久磁石部とは、電気的に絶縁性を有する絶縁シートを介して接続されている請求項７に記載のカメラモジュール。
【請求項９】
前記アクチュエータに給電する駆動素子と、前記撮像素子からの電気信号を演算処理する制御素子とをさらに備え、
前記撮像素子と前記駆動素子との距離が、前記撮像素子と前記制御素子との距離より長い請求項７に記載のカメラモジュール。
【請求項１０】
前記レンズの外周に電線が巻回されることで、前記コイルが形成されている請求項７に記載のカメラモジュール。
【請求項１１】
前記レンズには、前記コイルに電気的に接続される電極が設置されていて、
前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は導電性を有し、それぞれ前記電極に接触している請求項１０に記載のカメラモジュール。
【請求項１２】
前記ヨークの内側であり、かつ前記第１の弾性体および前記第２の弾性体の間に、前記永久磁石部および前記コイルが配置されている請求項７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、小型、薄型、低消費電力で、自動焦点機能を備えたカメラモジュ−ルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラモジュールとしては、例えば特許文献１に開示されているような自動焦点機能を備えたカメラモジュールがある。図２１は、従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。
【０００３】
図２１において、ボイスコイルモータ９５３は、駆動コイル９２０とボビン９２２とセンターヨーク９２３と永久磁石９２４とを備えている。ボビン９２２には、可動ベース９５２が接続されている。センターヨーク９２３は、固定ベース９９０に備えられたヨーク固定部９９０ａに設置されている。固定ベース９９０の開口部９９０ｅにはレンズ９８１が設置され、さらにセンターヨーク９２３の開口部にもレンズ９８２が配置されている。
【０００４】
カメラモジュール９００には、ヨーク固定部９９０ａに平行にシャフト取り付け板９９１が固定され、このシャフト取り付け板９９１にレンズ９８１の光軸方向に延在する２つのガイドシャフト９５１ａおよび９５１ｂの一端が結合されている。２つのガイドシャフト９５１ａおよび９５１ｂの他端はヨーク固定部９９０ａに結合されている。可動ベース９５２には嵌合孔９５２ａおよび９５２ｂが形成されている。ガイドシャフト９５１ａおよび９５１ｂはそれぞれ嵌合孔９５２ａおよび９５２ｂに嵌合されている。したがって、可動ベース９５２はレンズ９８１の光軸方向に進退可能に支持されている。可動ベース９５２の前部（レンズ９８１に近い部分）には、開口部９５２ｃが形成され、後部（レンズ９８１および９８２に遠い側）にはＣＣＤ９０２が固着されている。ＣＣＤ９０２の前段には、それぞれ赤外カットフィルタや光学ＬＰＦのような光学フィルタ９８３、９８４および９８５が配置されている。
【０００５】
図２１に示している従来のカメラモジュール９００の動作について説明する。入射光がレンズ９８１および９８２を経て入射され、開口部９５２ｃを通過して光学フィルタ９８３、９８４および９８５を経てＣＣＤ９０２に到達し、ＣＣＤ９０２上に結像される。それにより、入射光が光電変換されてＣＣＤ９０２から電気信号が出力される。
【０００６】
駆動コイル９２０、ボビン９２２、可動ベース９５２およびＣＣＤ９０２は可動部９６０を構成している。駆動コイル９２０に電流が流れることで、可動部９６０は、ガイドシャフト９５１ａおよび９５１ｂに案内されて一体に光軸方向に移動する。このように、レンズ９８１および９８２とＣＣＤ９０２との相対距離を変化させ、オートフォーカス動作を行う。つまり、駆動コイル９２０に流れる電流を制御することにより、自動焦点機能を動作させる。
【特許文献１】特開平９−１８７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、カメラが搭載された携帯電話などの携帯機器が普及している。これら携帯機器の小型化、薄型化および高性能化に伴い、小型化、薄型化および高性能化されたカメラモジュールが要求されている。
【０００８】
しかし、上述の従来のカメラモジュール９００のように、ガイドシャフト９５１ａおよび９５１ｂをそれぞれ嵌合孔９５２ａ、９５２ｂに嵌合させることにより可動ベース９５２が光軸方向に進退可能である構成とすると、摩擦が大きいといった問題があった。摩擦が大きいため、ボイスコイルモータ９５３の力を大きくする必要があり、その分だけ、永久磁石９２４などが大きくなる。それにより、ボイスコイルモータ９５３が大きくなるため、小型化および薄型化できないという問題を有していた。また、ボイスコイルモータ９５３の力を大きくするためには、駆動コイル９２０に流す電流を大きくする必要があり、消費電力が大きくなるという問題も有していた。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有す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】
【００１０】
本発明のカメラモジュールは、少なくとも１枚のレンズを含むレンズ部と、前記レンズの光軸方向に対して略垂直な受光面を持つ撮像素子と、前記レンズ部の外周側に配置された固定部と、前記レンズに対して前記撮像素子の反対側に配置されていて前記レンズ部と前記固定部とを連結している第１の弾性体と、前記レンズに対して前記撮像素子側に配置されていて前記レンズ部と前記固定部とを連結している第２の弾性体とを有するカメラモジュールにおいて、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは同一形状であり、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は、中心軸が同一であり対向するよう配置され、かつ、前記レンズの光軸方向に前記第１の弾性体を投影した形状とは異なるよう前記第２の弾性体は配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有する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】
【００１２】
本発明のカメラモジュールは、第１の弾性体と第２の弾性体とが同一形状であって、前記レンズの光軸方向に前記第１の弾性体を投影した形状とは異なるよう前記第２の弾性体は配置されている。そのため、レンズと撮像素子の相対距離を変化させる場合に摩擦がほとんど生じない。それにより、小型化、薄型化および低消費電力化された、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。また、レンズ部のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子に常に良好な結像を得ることができ、良好な画像を得るカメラモジュールを提供することができる。
【００１３】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸に垂直な軸に対して、対称に反転させたように配置されている。そのため、レンズと撮像素子の相対距離を変化させる場合に摩擦がほとんど生じない。それにより、小型化、薄型化および低消費電力化された、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。また、レンズ部のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子に常に良好な結像を得ることができ、良好な画像を得るカメラモジュールを提供することができる。
【００１４】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸を中心として、回転させたように配置されている。つまり第１の弾性体と第２の弾性体との位相がずれるように配置されている。そのため、レンズと撮像素子の相対距離を変化させる場合に摩擦がほとんど生じない。それにより、小型化、薄型化および低消費電力化された、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。また、レンズ部のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子に常に良好な結像を得ることができ、良好な画像を得ることができるカメラモジュールを提供することができる。
【００１５】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部および前記レンズ部に接続される内側円環部と、前記外側円環部および前記内側円環部をつなぐＮ本（Ｎは２以上の整数）のアームとを有し、前記第２の弾性体は、前記第１の弾性体を前記レンズの光軸方向に略平行移動し、さらに前記レンズの光軸を略中心として、（１８０／Ｎ）°回転させたように配置されている。それにより、第１の弾性体と第２の弾性体との位相ずれが最大となるため、バランスがよくなり、チルトを最小化できる。
【００１６】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記レンズは複数であって、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部と、前記外側円環部の内側に配置された内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部とをつなぐ少なくとも１つのアームとを有していて、前記内側円環部は、前記レンズ部の略中央位置で支持されている。そのため、カメラモジュールは、レンズモジュールの半径方向に広がらず、小型化することができる。また、レンズと撮像素子の相対距離を変化させる場合に摩擦がほとんど生じない。それにより、薄型、低消費電力で、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供できる。
【００１７】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記レンズは複数であって、前記第１の弾性体と前記第２の弾性体とは、それぞれ、前記固定部に接続される外側円環部および前記レンズ部に接続される内側円環部と、前記外側円環部および前記内側円環部をつなぐアームとを有し、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体はそれぞれ、前記レンズと同数である前記アームを有している。そのため、レンズに入射する光をアームが遮らないように、第１の弾性体および第２の弾性体を配置することができる。それにより、有効に空間を利用できるため、薄型化されたカメラモジュールを提供できる。
【００１８】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記レンズ部の外周側にはコイルが設置され、前記固定部は、前記コイルに磁界を形成する永久磁石部と、前記永久磁石部の外周側に配置された強磁性体からなるヨークとを備え、前記コイルと、前記永久磁石部と、前記ヨークとは、前記レンズと前記撮像素子との相対位置を変化させるアクチュエータを構成している。そのため、永久磁石部の内周部および上下部にはヨークが配置されない構成である。それにより、レンズの半径方向の大きさが小型化され、薄型化されたカメラモジュールを提供できる。
【００１９】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は導電性を有し、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体のそれぞれと前記永久磁石部とは、電気的に絶縁性を有する絶縁シートを介して接続されている。そのため、永久磁石部と第１の弾性体および第２の弾性体とを絶縁できる。また絶縁シートは薄いため、カメラモジュールの厚さが増加することはない。
【００２０】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記アクチュエータに給電する駆動素子と、前記撮像素子からの電気信号を演算処理する制御素子とをさらに備え、前記撮像素子と前記駆動素子との距離が、前記撮像素子と前記制御素子との距離より長い。そのため、撮像素子と駆動素子との距離が離れることとなる。それにより、駆動素子により、撮像素子にノイズが生じることがないため、良好な画像を作成するカメラモジュールを提供することができる。
【００２１】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記レンズの外周に電線が巻回されることで、前記コイルが形成されている。それにより、コイルを形成するための部品を必要としないため、カメラモジュールの小型化が可能となり、部品点数が減ることから低コスト化できる。
【００２２】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記レンズには、前記コイルに電気的に接続される電極が設置されていて、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体は導電性を有し、それぞれ前記電極に接触している。そのため、前記第１の弾性体および前記第２の弾性体をレンズに設置することで、電極と前記第１の弾性体および前記第２の弾性体とを接続することができる。それにより、半田付けのために必要であった空間が不要であり、その分カメラモジュールを小型化できる。
【００２３】
また、本発明のカメラモジュールにおいて、好ましくは、前記ヨークの内側であり、かつ前記第１の弾性体および前記第２の弾性体の間に、前記永久磁石部および前記コイルが配置されている。そのため、カメラモジュールは、レンズの半径方向および光軸方向に広がることがなく、小型化および薄型化が可能となる。
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの構成を示す断面図である。
【００２６】
図１において、カメラモジュール１００は、レンズモジュール１と基板２と支持部３と撮像素子４と制御素子５と駆動素子６とを備えている。レンズモジュール１は、レンズ部１０と可動ベース２０と固定ベース３０と連結部４０とを備えている。
【００２７】
レンズ部１０はレンズ１１とレンズホルダ１２とを有している。レンズ１１は、ガラスあるいは樹脂などに、射出成型あるいは切削加工を施すことで構成され、光を曲げる役割を果たす。なお、レンズ１１は、高屈折率、低分散の材料により構成されることが望ましい。また、レンズホルダ１２は、樹脂などを用いて射出成型などにより作製されている。レンズホルダ１２は略円筒状であり、直径が一定の開口部１２ｂと、テーパ状で直径が徐々に大きくなっていく開口部１２ａとを有する。この開口部１２ｂには、レンズ１１が圧入などにより配置されている。開口部１２ａは撮像素子４から遠い側に設けられ、開口部１２ｂは撮像素子４側に配置されている。入射光は、開口部１２ａによって絞られ、レンズ１１に入射し、レンズ１１を透過して開口部１２ｂから撮像素子４へと射出される。
【００２８】
可動ベース２０は可動ベースホルダ２１と、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂとを有している。可動ベースホルダ２１は、射出成型などにより樹脂などを略円筒状に構成することで作製されている。可動ベースホルダ２１の内側には、レンズ部１０が圧入などにより配置されている。上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂは、可動ベースホルダ２１の外周上にそれぞれ巻回されている。下部コイル２２ｂは、可動ベースホルダ２１の基板２側である下部に配置され、上部コイル２２ａは可動ベースホルダ２１の上部に設置されている。
【００２９】
固定ベース３０は、永久磁石部３１とヨーク３２を有している。永久磁石部３１は、４つの永久磁石から構成され、磁束がレンズ１１の半径方向に発生するように配置される。なお、これら４つの永久磁石のうち、永久磁石３１ａおよび３１ｂが示されていて、残りの２つは図示されていない。ヨーク３２は、表面をめっき処理した鉄などの強磁性体が円筒状に構成されたもので、内側に永久磁石３１ａおよび３１ｂを含む４つの永久磁石（永久磁石部３１）が固着されていて、支持部３の上部に配置されている。
【００３０】
連結部４０は、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂと、永久磁石部３１の上下端に設置された上部絶縁シート４５ａおよび下部絶縁シート４５ｂとを有している。上部ばね４１ａは、導電性が高く、金属疲労に強い金属などから構成され、板状の部材をプレスなどで打ち抜いて形成される。上部ばね４１ａの形状は後述する。上部ばね４１ａの内周側は可動ベースホルダ２１の上部に接続され、上部ばね４１ａの外周側は永久磁石部３１の上端に設置された上部絶縁シート４５ａに接続されている。下部ばね４１ｂは、上部ばね４１ａと同一の構成である。下部ばね４１ｂの内周側は可動ベースホルダ２１の下部に接続され、下部ばね４１ｂの外周側は磁石部３１の下端に設置された下部絶縁シート４５ｂに接続されている。つまり、上部ばね４１ａは、レンズ１１の光軸方向においてレンズ１１の中心より撮像素子４から遠い位置に配置されている。また、下部ばね４１ｂは、レンズ１１の光軸方向においてレンズ１１の中心位置より撮像素子４寄りの位置に配置されている。また、固定ベース３０とレンズ部１０とは、可動ベース２０および上部ばね４１ａと、可動ベース２０および下部ばね４１ｂとを介して連結されている。
【００３１】
また、電線や金属膜パターンにより構成された上部電線４２ａと下部電線４２ｂとが設置されている。上部電線４２ａは一端が上部ばね４１ａの外周側に接続され、他端が駆動素子６に接続されている。下部電線４２ｂは一端が下部ばね４１ｂの外周側に接続され、他端が駆動素子６に接続されている。また、図示されていないが、上部ばね４１ａの内周側は上部コイル２２ａの巻線の一端に電気的に接続されていて、下部ばね４１ｂの内周側は下部コイル部２２ｂの巻線の他端に電気的に接続されている。
【００３２】
基板２は、エポキシ樹脂、セラミック基板またはシリコン基板などから構成されている。支持部３は、樹脂などを、例えば射出成型により略円筒状に構成したものである。支持部３は、基板２の上面に接着剤や半田などで固着、あるいは、かしめにより嵌合固定され、基板２に固定ベース３０を固定している。
【００３３】
撮像素子４は、ＣＣＤやＣＭＯＳを用いて構成され、基板２の上面に例えば半田付けされて配置されている。なお、撮像素子４の受光面の中心はレンズ１１の光軸に一致し、かつ撮像素子４の受光面はレンズ１１の光軸に対して略垂直であるように配置されている。カメラモジュール１００に被写体からの光が入射した場合に、入射光はレンズ１１を経て撮像素子４に到達し、撮像素子４上に結像される。入射光は撮像素子４により光電変換されて、電気信号が撮像素子４から出力される。
【００３４】
制御素子５は、基板２の上面であって撮像素子４の横に半田付けなどにより設置されていて、基板２の金属配線を介し撮像素子４と電気的に接続されている。制御素子５は、例えば、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor：ディジタル信号処理器）およびＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央演算処理装置）のどちらかあるいは両方を備えている。また、制御素子５は、ＤＲＡＭ（Dynamic  RAM：動的ランダムアクセスメモリ）のような揮発性メモリおよびＲＯＭ（Read  Only  Memory：リードオンリーメモリ）やフラッシュメモリのような不揮発性メモリも備えている。また、制御素子５は、ＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling：相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（Automatic  Gain  Control：自動利得制御器）およびＡＤＣ（Analog  to  Digital  Converter：アナログ−ディジタル変換器）から構成された撮像信号入力部と、ＴＧ（Timing  Generator：タイミングジェネレータ）およびＴＧ駆動部から構成された撮像素子駆動部とを含んでいる。
【００３５】
制御素子５は、ＴＧにより発生された信号をＴＧ駆動部により電力増幅して撮像素子駆動信号として出力する。この撮像素子駆動信号により撮像素子４が駆動する。また、撮像素子４からの電気信号は、制御素子５に入力され、ＣＤＳによりノイズを除去され、ＡＧＣにより利得を調整され、ＡＤＣによりアナログ値からディジタル値に変換される。このディジタル値は、制御素子５により、様々な画像処理演算が行われ、その後上位ＣＰＵや液晶ディスプレイなどの外部出力装置に送信される。
【００３６】
駆動素子６は、基板２の上面であって制御素子５の横に例えば半田付けにより設置されていて、基板２の電気配線を介し、制御素子５と電気的に接続されている。駆動素子６は、上部電線４２ａおよび下部電線４２ｂと接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal-Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor：金属酸化物半導体−電界効果トランジスタ）などを含んでいる。駆動素子６は、制御素子５で作成された指令に基づき上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間に電圧を印加する。それにより、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂに電圧が印加される。
【００３７】
図２は、本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの回路図である。以下、図２を加えてさらに説明する。演算用電源線７ａは、撮像素子４、制御素子５および駆動素子６に接続されていて、これらに電力を供給するためのものである。また、通信線７ｂは、制御素子５に接続されていて、制御素子５と例えば上記外部出力装置との情報をやり取りするための配線である。また、駆動用電源線７ｃは、駆動素子６に接続されていて、駆動素子６に電力を供給するための配線である。なお、図１には示されていないが、演算用電源線７ａ、通信線７ｂおよび駆動用電源線７ｃは、基板２上に金属パターンで構成されている。
【００３８】
また、駆動素子６に接続されている上部電線４２ａおよび下部電線４２ｂは、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂとそれぞれ接続されている。上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂは、並列接続された上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂとを介して接続されている。なお、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂを直列接続としてもよい。上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂを並列に接続した場合、電気抵抗が小さくなり抵抗損失が小さくなるという利点がある。一方、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂを直列に接続した場合、それぞれのコイルの電気抵抗にばらつきがあっても、全てのコイルに同一の電流が流れるため、全てのコイルで発生するローレンツ力のばらつきを低減できるという利点がある。
【００３９】
図３は、本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールにおける、撮像素子、制御素子および駆動素子の配置を説明するための断面図である。以下、図３を加えてさらに説明する。図３は、実施の形態１のカメラモジュール１００のうち、基板２上に配置された、撮像素子４、制御素子５および駆動素子６を示している。図３に示しているように、基板２上において、撮像素子４と駆動素子６とが、制御素子５に対してそれぞれ反対側に配置されていることが好ましい。これにより駆動素子６によって生じるノイズの撮像素子４への影響を小さくすることができる。また、図４は、本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールにおける、撮像素子、制御素子および駆動素子の他の配置を説明するための断面図である。以下、図４を加えてさらに説明する。図４は、撮像素子４、制御素子５および駆動素子６における、図３に示した配置とは異なる配置の一例である。図４に示すように、撮像素子４と駆動素子６とを基板２の異なる面に配置し、さらにそれぞれが離れるように配置してもよい。
【００４０】
撮像素子４は、出力電圧が小さく、ノイズの影響を受けやすい。また、駆動素子６は、ＰＷＭスイッチングなどにより電流変化および電圧変化が大きく、大きなノイズを発生する。そのため、撮像素子４と駆動素子６とを接近させて設置すると、撮像素子４が駆動素子６のノイズの影響を受け、良好な画像を得ることができない。そこで、図３および図４で示したように、撮像素子４と駆動素子６とが離れるように設置することで、撮像素子４が受けるノイズの影響を低減できる。なお、撮像素子４、制御素子５および駆動素子６の各役割をする各ブロックを同一チップ内に実装する場合にも、同様に駆動素子４の役割をするブロックと駆動素子６の役割をするブロックとが離れるように配置されていることが望ましい。
【００４１】
また、撮像素子４と制御素子５とを接続している信号線にノイズが混入することを防止するために、撮像素子４と制御素子５とを接続している信号線が、他の配線と交差しないよう配置することが望ましい。特に、大きな電流を流している配線や電圧変動が大きい配線と交差しないようにすることが望ましい。例えば、演算用電源線７ａ、通信線７ｂ、駆動用電源線７ｃ、上部電線４２ａおよび下部電線４２ｂとは交差しないようにすることが望ましい。これらにより、ノイズの影響を小さくすることができ、カメラモジュール１００は、良好な画像を作成することができる。
【００４２】
また、駆動素子６は出力電流が大きいため、必要となる電力の変化が大きく、駆動素子６に供給される電流も急峻に変動する。そのため、電源線のインダクタンス成分や抵抗成分の影響や、電源の応答遅れにより、駆動素子６には、例えば電圧変動が発生する。ここで、撮像素子４、制御素子５および駆動素子６に同一の電源線で電力を供給すると、駆動素子６への供給電流の変動による電源電圧の影響を撮像素子４、制御素子５も受ける可能性がある。それにより、撮像素子４、制御素子５が誤動作を起こす。しかし、図２に示したように、カメラモジュール１００において、演算用電源線７ａと駆動用電源線７ｃとの二つの電源線が設置されていることで、これら撮像素子４および制御素子５の誤動作を防ぐことができる。演算用電源線７ａは、撮像素子４と制御素子５と駆動素子６とに接続されていて、これら各素子に電力を供給する。また、駆動用電源線７ｃは、駆動素子６を介してコイル２２ａおよびコイル２２ｂに接続されていて、コイル２２ａおよびコイル２２ｂに電力を供給する。このような構成であるため、駆動用電源線７ｃに電圧変動が生じても、撮像素子４および制御素子５はその影響を受けず、誤動作が発生することがない。
【００４３】
次に、このカメラモジュール１００の焦点制御機能について説明する。下部電線４２ｂと比較して、上部電線４２ａの電圧が高くなるように電圧を印加し、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂに電流を流す。レンズモジュール１の上側（入射側）から見た場合、上部コイル２２ａに電流が左回りの向きに流れ、下部コイル２２ｂに電流が右回りの向きに流れるように配線されている。
【００４４】
また、図１のように、各永久磁石（永久磁石３１ａおよび３１ｂと残り２つの永久磁石）の上部は、内側がＮ極、外側がＳ極になるように着磁されている。また、各永久磁石（永久磁石３１ａおよび３１ｂと残り２つの永久磁石）の下部は、内側がＳ極、外側がＮ極になるように着磁されている。このような構成であるため、各永久磁石（永久磁石３１ａおよび３１ｂと残り２つの永久磁石）の発生する磁束と、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂに流れる電流の相互作用（ローレンツ力）により、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂには、上向きの力が作用する。そして、この力と上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとの変形によって発生する力（フック力）とが釣り合う位置まで、レンズ部１０と可動ベース２０とが一体となって上向きに移動する。このように、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が長くなる。
【００４５】
レンズ部１０および可動ベース２０の移動量はローレンツ力に比例し、ローレンツ力は上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂに流れる電流に比例し、電流は上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧に比例する。したがって、制御素子５は、駆動素子６を用いて上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を制御することにより、レンズ１１と撮像素子４との相対距離を制御することができる。つまり、上部コイル２２ａ、下部コイル２２ｂ、ヨーク３２および各永久磁石（永久磁石３１ａおよび３１ｂと残り２つの永久磁石）は、アクチュエータを構成している。
【００４６】
上記説明したように、被写体からの入射光が、レンズ１１を経て撮像素子４に到達し、撮像素子４の受光面に結像される際に、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が適切であれば、焦点が合い、撮像素子４上に明瞭な像が結像される。撮像素子４が、その光信号を光電変換して電気信号を出力する。撮像素子４が出力した電気信号が制御素子５に入力され、その信号に基づいて、制御素子５は得られた画像が明瞭であると判断し、駆動素子６への電圧指令を維持する。それにより、駆動素子６は、上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を維持し、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が維持される。
【００４７】
一方、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が不適切であれば、焦点が合わず、撮像素子４上に不明瞭な像が結像される。撮像素子４が、その光信号を光電変換して電気信号を出力する。撮像素子４が出力した電気信号が制御素子５に入力され、その信号に基づいて、制御素子５は得られた画像が不明瞭であると判断し、駆動素子６への電圧指令を変化させる。それにより、駆動素子６は、上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を変化させ、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が変化する。この動作を、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が適切になるまで繰り返す。このようにして、カメラモジュール１００は焦点制御機能を実現する。また、複数のレンズを光軸が略同一になるように配置し、上述の機構により、ある特定のレンズを移動させることにより、拡大写真機能を実現することもできる。
【００４８】
次に、実施の形態１のレンズモジュールの詳細を説明する。図５Ａは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図５Ｂは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの構成を示す断面図であり、図５Ｃは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの底面図である。なお、図５Ｂは、図５Ａおよび図５Ｃの５Ｂ−５Ｂ線の矢視断面図である。
【００４９】
図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃは、図１に示したカメラモジュールのレンズモジュール１の構成をさらに図示したものである。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃを用いて、レンズモジュール１についてさらに詳しく説明する。レンズモジュール１は、レンズ部１０と可動ベース２０と固定ベース３０と連結部４０とを備えている。
【００５０】
レンズ部１０はレンズ１１とレンズホルダ１２とを有している。レンズ１１は、ガラスあるいは樹脂などに、射出成型あるいは切削加工を施すことで構成され、光を曲げる役割を果たす。なお、レンズ１１は、高屈折率、低分散の材料により構成されることが望ましい。また、レンズホルダ１２は、樹脂などを用いて射出成型などにより作製されている。レンズホルダ１２は略円筒状であり、直径が一定の開口部１２ｂと、テーパ状で直径が徐々に大きくなっていく開口部１２ａとを有する。この開口部１２ｂには、レンズ１１が圧入などにより配置されている。開口部１２ａは、撮像素子４から遠い側に設けられ、開口部１２ｂは撮像素子４側に配置されている。入射光は、開口部１２ａによって絞られ、レンズ１１に入射し、レンズ１１を透過して開口部１２ｂから射出される。
【００５１】
可動ベース２０は可動ベースホルダ２１と、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂを有している。可動ベースホルダ２１は、射出成型などにより樹脂などを略円筒状に構成することで作製されている。可動ベースホルダ２１の内側には、レンズ部１０が圧入などにより配置されている。また、可動ベースホルダ２１には、外周部に円環状の３つの突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃが形成されている。突起２１ａと突起２１ｂと可動ベースホルダ２１の外周部により、溝状のボビン部２１ｄが形成されている。また、突起２１ｂと突起２１ｃと可動ベースホルダ２１の外周部により、溝状のボビン部２１ｅが形成されている。ボビン部２１ｄには上部コイル２２ａが巻回され、ボビン部２１ｅには下部コイル２２ｂが巻回されている。上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂは、溝状のボビン部２１ｄおよびボビン部２１ｅに巻回されるので、位置がずれることがなく、容易に巻回することができる。なお、突起２１ａおよび突起２１ｃが形成されていない場合であっても、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの巻回時のみ、突起の代わりとなる冶具などを用いてもよい。上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂを、自己融着線を巻回することで形成し、溶着後に冶具を取り外すこととしてもよい。
【００５２】
固定ベース３０は、永久磁石部３１とヨーク３２を有している。永久磁石部３１は、例えば、図５Ａおよび図５Ｃに示されているように、４つの永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄから構成されている。図６は本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールであって、連結部を取り除いた状態の平面図である。以下、図６を加えてさらに説明する。上部ばね４１ａおよび上部絶縁シート４５ａを取り除くことで、４つの永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄの配置がわかり易くなる。これら永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄはそれぞれ、磁束がレンズ１１の半径方向に発生するように配置されている。永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄは、表面処理された円筒状のネオジ焼結磁石を角度が９０°より若干小さい（約８０°）角度だけ切り出した形状に形成されたものである。これら永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄは、レンズ１１の半径方向において内側がＮ極になるように着磁したものが上部に配置され、同一形状でレンズ１１の半径方向の内側がＳ極になるように着磁したものが下部に配置されている。
【００５３】
ヨーク３２は、表面をめっき処理した鉄などの強磁性体が円筒状に形成されたもので、その内周が、永久磁石部３１である永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの外周と同一の曲率を有している。ヨーク３２の内側には永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが接着剤などにより固着されていて、ヨーク３２は支持部３（図１参照）の上部に配置されている。つまり、永久磁石部３１の着磁方向の外側にヨーク３２が接続するように配置されている。
【００５４】
また、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂは、永久磁石部３１の内側にギャップを有するように配置され、永久磁石部３１の外周部にのみヨーク３２が配置され、永久磁石部３１の内側には、ヨークが配置されていない。このように、永久磁石部３１の内周部にはヨーク３２が配置されない構成としたので、レンズ１１の半径方向の大きさを小型化でき、半径方向におけるボイスコイルモータの大きさを小型化できる。また、永久磁石部３１の上部あるいは下部にヨーク３２が配置されていないので、その分薄型化できる。したがって、カメラモジュール１００を小型化することができる。また、永久磁石部３１、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂは、ヨーク３２の内側であり、かつ上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂとの間に配置されているため、カメラモジュール１００を薄型化することができる。
【００５５】
上部ばね４１ａの形状は後述する。上部ばね４１ａの内周側は可動ベースホルダ２１の上部に接続され、上部ばね４１ａの外周側は永久磁石部３１の上端に設置された絶縁シート４５ａに接続されている。
【００５６】
連結部４０は、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂと、永久磁石部３１の上下端に設置された上部絶縁シート４５ａおよび下部絶縁シート４５ｂとを有している。上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂは、ベリリウム銅合金などのような導電性が高く金属疲労に強い金属から構成され、板状の部材をプレスなどで打ち抜いて形成される。上部ばね４１ａは、レンズ１１の光軸方向における中心位置より撮像素子４（図１参照）から離れる側に配置されている。上部ばね４１ａの内周側は可動ベースホルダ２１の上部に接続され、上部ばね４１ａの外周側は永久磁石部３１の上端に設置された上部絶縁シート４５ａに接続されている。また、下部ばね４１ｂは、レンズ１１の光軸方向における中心より撮像素子４から近い側に配置されている。下部ばね４１ｂの内周側は可動ベースホルダ２１の下部に接続され、下部ばね４１ｂの外周側は永久磁石部３１の下端に設置された下部絶縁シート４５ｂに接続されている。これにより、連結部４０は、可動ベースホルダ２１を介してレンズ部１０と固定ベース３０とを連結している。
【００５７】
図７は本発明の実施の形態１に係る上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。具体的には、上部ばね４１ａは、内部および外部にそれぞれ円環部を有し、両者を４つのアームがつなぐ構成となっている。なお、下部ばね４１ｂは上部ばね４１ａと同一の構成である。以下、図７を加えてさらに説明する。
【００５８】
上部ばね４１ａの内側の円環部には、可動ベースホルダ２１に設置された突起２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに嵌合するような切り欠きが形成されている。これら切り欠きが突起２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに嵌合することで、上部ばね４１ａは位置決めされ、接着剤などにより可動ベースホルダ２１に固定される。なお、例えば、円環状の樹脂をレンズホルダ１２の外周に圧入することにより、上部ばね４１ａの内側の円環部と可動ベースホルダ２１とを接続してもよい。
【００５９】
下部ばね４１ｂの内側の円環部には、可動ベースホルダ２１に設置された突起２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに嵌合するような切り欠きが形成されている。これら切り欠きが突起２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄに嵌合することで、下部ばね４１ｂは位置決めされ、接着剤などにより可動ベースホルダ２１に固定される。このように、容易に位置決めすることができるので、位置合わせ工程が不要となり、カメラモジュールを低コスト化できる。なお、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂに突起を設置し、可動ベースホルダ２１にその突起が嵌合する切り欠きを形成してもよい。
【００６０】
また、上部絶縁シート４５ａを永久磁石部３１に接着剤などにより固定し、上部ばね４１ａの外側の円環部を上部絶縁シート４５ａに接着剤などにより固定することで、上部ばね４１ａを固定部３０に接続する。同様に、下部絶縁シート４５ｂを永久磁石部３１に接着剤などにより固定し、下部ばね４１ｂの外側の円環部を下部絶縁シート４５ｂに接着剤などにより固定することで、下部ばね４１ｂを固定部３０に接続する
なお、上部ばね４１ａの外側の円環部は、円環状の樹脂をヨーク３２の内周に圧入することにより、上部ばね４１ａの外側の円環部をヨーク３２に固定してもよい。また同様に、下部ばね４１ｂの外側の円環部は、円環状の樹脂をヨーク３２の内周に圧入することにより、下部ばね４１ｂの外側の円環部をヨーク３２に固定してもよい。
【００６１】
なお、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂのそれぞれの外周には、外側に向けて突起４６ａおよび４６ｂが設置されている。また、ヨーク３２には、切り欠き３２ａおよび３２ｂが形成されていて、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの突起が切り欠き３２ａおよび３２ｂに嵌合している。それにより、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂはヨーク３２に位置決めされる。それにより、位置合わせ工程が不要となるため、カメラモジュールを低コスト化できる。なお、ヨーク３２に突起を設置し、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂにその突起が嵌合する切り欠きを形成してもよい。
【００６２】
上部ばね４１ａと、永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄとは、それらの間に設置された上部絶縁シート４５ａにより、接触することがなく、電気的に絶縁されている。同様に、下部ばね４１ｂと、永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、それらの間に設置された下部絶縁シート４５ｂにより、接触することがなく、電気的に絶縁されている。上部絶縁シート４５ａおよび下部絶縁シート４５ｂは、例えば樹脂や紙から構成されている。上部絶縁シート４５ａおよび下部絶縁シート４５ｂを、このように薄い部材とすることで、カメラモジュール１００の厚みが増えることを防ぎ、薄型のカメラモジュール１００を実現できる。また、上部絶縁シート４５ａと下部絶縁シート４５ｂとは、同一の構成とすればよく、それにより、部品の種類を低減できるため、カメラモジュール１００を低コスト化できる。なお、ヨーク３２の切り欠き３２ａおよび３２ｂと、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの突起４６ａおよび４６ｂが嵌合している箇所においても、絶縁がなされるように、上部絶縁シート４５ａおよび下部絶縁シート４５ｂを設置する。また、ヨーク３２に突起を設置し、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂにその突起が嵌合する切り欠きを形成する構成とする場合も、これらの嵌合箇所が絶縁されるようにすればよい。
【００６３】
また、上部ばね４１ａの内側の円環部に設置された突起４１ｃには、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの各巻線の一端が半田付けなどにより接続されている。これにより、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂとが電気的に接続されている。また、下部ばね４１ｂの内側の円環部に設置された突起４１ｄには、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの各巻線の他端が半田付けなどにより接続されている。これにより、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂとが電気的に接続されている。
【００６４】
すわなち、上部電線４２ａは上部ばね４１ａを介し、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの各巻線の一端に電気的に接続されている。また、下部電線４２ｂは下部ばね４１ｂを介し、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの各巻線の他端に電気的に接続されている。
【００６５】
次に、図５Ａおよび図５Ｃを用いて、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの配置について説明する。下部ばね４１ｂは、上部ばね４１ａをレンズ１１の光軸方向に下部ばね４１ｂの位置まで平行移動し、レンズ１１の光軸に垂直である軸５１を中心に１８０°反転させた配置である。なお、図５Ａおよび図５Ｃにおいて、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとは反転された配置でないようにも見えるが、これは図５Ａは平面図であり図５Ｃは底面図であるためであり、組立時は上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとは５Ｂ−５Ｂ軸に対して対称となる。また、図８は、本発明の実施の形態１に係る上部ばねおよび下部ばねの配置を示すための斜視図である。以下、図８を加えてさらに説明する。具体的には、図８は、実施の形態１のレンズモジュール１において、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂのみを抜き出して示した斜視図である。図８に示しているように、下部ばね４１ｂは、上部ばね４１ａをレンズ１１の光軸方向に下部ばね４１ｂの位置まで平行移動し、レンズ１１の光軸に垂直である軸５１を中心に１８０°反転させたものと同一の配置である。
【００６６】
このように、同一形状の２つの弾性体（上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂ）を有し、互いにレンズ１１の光軸に垂直な軸に対し対称に反転させた配置とすることで、摩擦なくレンズ１１と撮像素子４の相対距離を変化させることができる。また、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂを対称に反転させ配置されているため、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂのそれぞれに生じる焦点制御に不要な力の方向がお互いに異なる。なお、焦点制御に不要な力とは、光軸方向以外の方向への力である。これら不要な力どうしがお互いを打ち消すことになる。したがって、レンズ部１０のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子４の受光面に常に良好な結像を得ることができ、良好な画像を得ることができるカメラモジュールを提供することができる。
【００６７】
また、摩擦なくレンズ１１と撮像素子４の相対距離を変化させることができるので、その分だけ、必要な推力を小さくでき、例えば、永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを小型化することができ、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂに流す電流を小さくすることができる。したがって、小型化、薄型化および低消費電力化された、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。
【００６８】
なお、可動ベースホルダ２１に、可動ベース２０の変位を制限するストッパを設けてもよい。それにより、可動ベース２０の移動を制限し、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂの破壊強度を超える変形を防止し、耐衝撃強度を向上できる。
【００６９】
なお、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂは、中心軸が同一であり対向するよう配置され、かつ、レンズ１１の光軸方向に上部ばね４１ａを投影した形状とは異なるよう下部ばね４１ｂは配置されていれば実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図９Ａは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図９Ｂは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの断面図であり、図９Ｃは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの底面図である。なお、図９Ｂは、図９Ａおよび図９Ｃの９Ｂ−９Ｂ線の矢視断面図である。
【００７１】
また、実施の形態２のカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールとはレンズモジュールの構成が異なる。すなわち、実施の形態２のカメラモジュールは、図１に示すカメラモジュール１００において、レンズモジュール１の代わりに実施の形態２のレンズモジュール２０１を用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態２に係るカメラモジュールのレンズモジュール２０１以外は実施の形態１と同様の構成および動作であり、説明は省略する。
【００７２】
レンズ部２１０はレンズ２１１とレンズホルダ２１２を有している。レンズ２１１は、ガラスあるいはプラスチックなどから構成され、光を曲げる役割を果たす。また、レンズホルダ２１２は、プラスチックなどであり、略円筒状に構成されていて、内側にレンズ２１１が圧入などにより配置されている。
【００７３】
可動ベース２２０は可動ベースホルダ２２１およびコイル部２２２を有している。可動ベースホルダ２２１はプラスチックなどであり、略円筒状に構成され、上部にレンズ部２１０が圧入などにより配置されている。コイル部２２２は、可動ベースホルダ２２１の外周上に設置された４つのコイルから構成されている。可動ベースホルダ２２１の中央部を中心として、これら４つのコイルは、レンズ２１１の光軸を中心に互いに９０°離れて配置されている。これらのコイルはそれぞれ自己溶着線などで略長方形状に積層巻回され、磁束がレンズ２１１の半径方向に発生するように配置される。また、コイル部２２２は、可動ベースホルダ２２１の外周部にボビン状に形成された位置に配置されている。なお、図９Ｂにおいては、これら４つのコイルのうち、コイル２２２ａおよび２２２ｃが示されていて、残りの２つは図示されていない。
【００７４】
また、図９Ｂに示しているように、レンズ２１１の光軸方向において、レンズ部２１０の中心よりも、コイル部２２２の中心が下側になるような配置とすることが望ましい。このような構成であるため、レンズ部２１０の中心とコイル部２２２の中心とが光軸方向において一致する場合に比べて、レンズ２１１と撮像素子４（図１参照）との相対距離を適切に保ちつつ、レンズ２１１の上部の空間を削減することができる。それにより、レンズモジュール２０１を薄型化することができるため、実施の形態２のカメラモジュールを薄型化できる。
【００７５】
また、可動ベース２２１はその下部に開口部２２３を有している。それにより、可動ベース２２１の内側に形成されている円柱状の空洞部の側面で入射光が散乱することを防止することができ、撮像素子４（図１参照）に常に良好な結像を得ることができる。なお、レンズ２１１の光軸方向において、レンズ部２１０の中心よりも、コイル部２２２の中心を下側になるような配置とすることで、小型の支持部３（図１参照）で、開口部２２３の下部を撮像素子４付近まで配置することができ、カメラモジュールを低コスト化できる。
【００７６】
固定ベース２３０は、永久磁石部２３１とヨーク２３２を有している。永久磁石部２３１は、コイル部２２２の４つのコイルに互いに対向するように配置された４つの永久磁石から構成され、磁束がレンズ２１１の半径方向に発生するように配置される。各永久磁石は、表面処理された円筒状のネオジ焼結磁石を角度が９０°より若干小さい（約８０°）角度だけ切り出した形状に形成されたものである。これら永久磁石は、レンズ２１１の半径方向の内側がＮ極になるように着磁したものが上部に配置され、同一形状でレンズ２１１の半径方向の内側がＳ極になるように着磁したものが下部に配置されている。なお、図９Ｂにおいては、これら４つの永久磁石のうち、永久磁石２３１ａおよび２３１ｃが示されていて、残りの２つは図示されていない。ヨーク２３２は、表面をめっき処理した鉄などの強磁性体が円筒状に形成されたもので、その内周が、永久磁石２３１ａおよび２３１ｃを含む４つの永久磁石（永久磁石部２３１）の外周と同一の曲率を有している。ヨーク２３２の内側には永久磁石２３１ａおよび２３１ｃを含む４つの永久磁石（永久磁石部２３１）が固着されていて、支持部３（図１参照）の上部に配置されている。つまり、永久磁石部２３１の着磁方向の外側にヨーク２３２が接続するように配置されている。
【００７７】
また、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）は、永久磁石部２３１の内側にギャップを有するように配置されている。このように、永久磁石部２３１の外周部にのみヨーク２３２が設置されていて、永久磁石部２３１の内側には、ヨークが配置されていない。それにより、レンズ２１１の半径方向の大きさを小型化でき、半径方向におけるボイスコイルモータの大きさを小型化できでき、カメラモジュールを小型化することができる。また、永久磁石部２３１、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）は、ヨーク２３２の内側であり、かつ上部ばね２４１ａおよび下部ばね２４１ｂとの間に配置されているため、カメラモジュールを薄型化することができる。
【００７８】
連結部２４０は、上部ばね２４１ａと下部ばね２４１ｂと内部上部止め２４３ａと内側下部止め２４３ｂと外部上部止め２４４ａと外側下部止め２４４ｂとを有している。上部ばね２４１ａは、導電性が高い金属などから構成され、板状の部材を打ち抜いて形成される。上部ばね２４１ａの内周側はレンズホルダ２１２の上部に接続され、上部ばね２４１ａの外周側は磁石部２３１の上部に接続されている。下部ばね２４１ｂは、上部ばね２４１ａと同一の構成である。下部ばね２４１ｂの内周側は可動ベースホルダ２２１の下部に接続され、下部ばね２４１ｂの外周側は磁石部２３１の下部に接続されている。
【００７９】
また、上部ばね２４１ａの外周側は、電線や金属膜パターンにより、駆動素子６（図１参照）に接続されている。また、下部ばね２４１ｂの外周側は、電線や金属膜パターンにより、駆動素子６に接続されている。
【００８０】
また、図示されていないが、上部ばね２４１ａの内周側は、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）の巻線の一端に電気的に接続されている。また、図示されていないが、下部ばね２４１ｂの内周側は、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）の巻線の他端に電気的に接続されている。すわなち、上部電線２４２ａは、上部ばね２４１ａを介し、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）の一端に接続され、下部電線２４２ｂは、下部ばね２４１ｂを介し、コイル部２２２の各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）の他端に電気的に接続されている。
【００８１】
この構成により、各永久磁石（永久磁石２３１ａおよび２３１ｃと残り２つの永久磁石）の発生する磁束と、各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）に流れる電流の相互作用（ローレンツ力）により、各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）には、上向きまたは下向きの力が作用する。そして、この力と連結部２４０の上部ばね２４１ａと下部ばね２４１ｂとの変形によって発生する力（フック力）とが釣り合う位置まで、レンズ部２１０と可動ベース２２０とが一体となって上向きに移動する。このように、レンズ２１１と撮像素子４との相対距離が長くなる。
【００８２】
レンズ部２１０および可動ベース２２０の移動量はローレンツ力に比例し、ローレンツ力は各コイル（コイル２２２ａおよび２２２ｃと残り２つのコイル）に流れる電流に比例し、電流は上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧に比例する。したがって、制御素子５は、駆動素子６を用いて上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を制御することにより、レンズ２１１と撮像素子４との相対距離を制御することができる。
【００８３】
上部ばね２４１ａは、レンズ２１１の光軸方向における中心より撮像素子４（図１参照）寄りに配置されていてレンズ部２１０と固定ベース２３０とを連結していて、下部ばね２４１ｂは、レンズ２１１の光軸方向における中心より撮像素子４の反対側寄りに配置されていてレンズ部２１０と固定ベース３（図１参照）とを連結している。
【００８４】
具体的には、上部ばね２４１ａは、内部および外部にそれぞれ円環部を有し、両者を４つのアームがつなぐ構成となっている。下部ばね２４１ｂは、上部ばね２４１ａと同一の構成である。内側上部止め２４３ａは、プラスチックなどであり円環状に形成されていて、上部ばね２４１ａの内側の円環部をはさむようにレンズホルダ２１２に圧入などにより配置され、上部ばね２４１ａの内側の円環部を保持する。また、内側下部止め２４３ｂは、プラスチックなどであり円環状に形成され、下部ばね２４１ｂの内側の円環部をはさむように可動ベースホルダ２２１に圧入などにより配置され、下部ばね２４１ｂの内側の円環部を保持する。外側上部止め２４４ａは、プラスチックなどであり円環状に形成され、上部ばね２４１ａの外側の円環部をはさむようにヨーク２３２の内周の上側に圧入などにより配置され、上部ばね２４１ａの外側の円環部を保持する。外側下部止め２４４ｂは、プラスチックなどであり円環状に形成され、下部ばね２４１ｂの外側の円環部をはさむようにヨーク２３２の内周の下側に圧入などにより配置され、下部ばね２４１ｂの外側の円環部を保持する。
【００８５】
ここで、特に、図９Ａおよび図９Ｃを用いて、上部ばね２４１ａおよび下部ばね２４１ｂについて説明する。下部ばね２４１ｂは、上部ばね２４１ａをレンズ２１１の光軸方向に下部ばね２４１ｂの位置まで平行移動し、レンズ２１１の光軸に垂直である９Ｂ−９Ｂ軸を中心に１８０°反転させた配置である。なお、図９Ａおよび図９Ｃにおいて、上部ばね２４１ａと下部ばね２４１ｂとは反転された配置でないようにも見えるが、これは図９Ａは平面図であり図９Ｃは底面図であるためであり、組立時は上部ばね２４１ａと下部ばね２４１ｂとは９Ｂ−９Ｂ軸に対して対称となる。
【００８６】
このように、同一形状の２つの弾性体（上部ばね２４１ａおよび下部ばね２４１ｂ）を有し、レンズ２１１の光軸に垂直な軸に対し対称に反転させた配置とすることで、摩擦なくレンズ２１１と撮像素子４の相対距離を変化させることができる。それにより、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有するカメラモジュールを提供することができる。また、上部ばね２４１ａおよび下部ばね２４１ｂを対称に反転させ配置することにより、レンズ部２１０のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子４に常に良好な結像を得ることができ、優れた画質を得るカメラモジュールを提供できる。
【００８７】
なお、実施の形態２のカメラモジュールは、レンズ２１１の光軸の周りに配置された４つのコイルを用いることとしたが、実施の形態１のカメラモジュールのように、レンズ２１１の光軸に沿って配置された２つのコイルを用いる構成としてもよい。
【００８８】
また、永久磁石部２３１と上部ばね２４１ａとの間に、樹脂や紙から構成された上部絶縁シートが設置されていてもよい。また、永久磁石部２３１と下部ばね２４１ｂとの間に、樹脂や紙から構成された下部絶縁シートが設置されていてもよい。それにより、上部ばね２４１ａが永久磁石２３１に接触することがなく、これらは電気的に絶縁される。また、下部ばね２４１ｂが永久磁石２３１に接触することがなく、これらは電気的に絶縁される。また、上部絶縁シートおよび下部絶縁シートは薄いため、カメラモジュールの厚みが増加することはない。
【００８９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１０は、本発明の実施の形態３に係るカメラモジュールの上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。
【００９０】
実施の形態３に係るカメラモジュールの上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂの形状は、図７に示す実施の形態１に係るカメラモジュールの上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂと異なっている。具体的には、実施の形態１の上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂは４つのアームを備えているが、実施の形態３の上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂは２つのアームを備えている。実施の形態３に係るカメラモジュールは、それ以外の点は、実施の形態１に係るカメラモジュールと同様の構成である。つまり、実施の形態３のカメラモジュールは、図１に示すカメラモジュール１００において、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの代わりに実施の形態３の上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂを用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態３に係るカメラモジュールにおいて、上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂ以外の部材、構成および動作は、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
【００９１】
上部ばね３４１ａは、実施の形態１の上部ばね４１ａとは形状が異なるだけである。したがって、上部ばね３４１ａは、導電性が高く、金属疲労に強い金属などから構成され、板状の部材をプレスなどで打ち抜いて形成される。上部ばね３４１ａは、内部におよび外部にそれぞれ円環部を有し、両者を２つのアームがつなぐ構成となっている。下部ばね３４１ｂは、上部ばね３４１ａと同一の構成である。
【００９２】
上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂのそれぞれの外周には、外側に向けて突起３４６ａおよび３４６ｂが設置されている。また、ヨーク３２（図５Ａおよび図５Ｃ参照）に、突起３４６ａおよび３４６ｂに対応する切り欠きを形成しておけば、この切り欠きに突起３４６ａおよび３４６ｂを嵌合することで、上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂの位置決めが容易にできる。
【００９３】
また、上部ばね３４１ａの内側の円環部に設置された突起３４１ｃには、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂ（図５Ａおよび図５Ｃ参照）の各巻線の一端を半田付けなどにより接続すればよい。また、下部ばね３４１ｂの内側の円環部に設置された突起３４１ｄには、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂの各巻線の一端を半田付けなどにより接続すればよい。これにより、上部コイル２２ａおよび下部コイル２２ｂとが電気的に接続される。
【００９４】
これら上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂの配置は、実施の形態１と同様に、下部ばね３４１ｂは、上部ばね３４１ａをレンズ１１の光軸方向に下部ばね３４１ｂの設置位置まで平行移動し、レンズ１１の光軸に垂直である軸を中心に１８０°反転させたものと同一の配置である、上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂのそれぞれのアームを２つとしても、実施の形態１と同様の効果を有する。
【００９５】
また、アームを４つとする場合に比べて、アームを２つとした場合の方が、ばね定数を小さくすることができ、必要となる力が小さくなる。したがって、さらに、カメラモジュールを小型化、薄型化および低消費電力化することができる。
【００９６】
なお、同様に、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに示された実施の形態２のレンズモジュール２０１における上部ばね２４１ａおよび下部ばね２４１ｂにおいて、４つのアームを２つとしても同様の効果を有する。このような構成のカメラモジュールについて以下に説明する。図１１Ａは本発明の実施の形態３に他の係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図１１Ｂは実施の形態３に係るレンズモジュールの構成を示す断面図であり、図１１Ｃは実施の形態３に係るレンズモジュールの構成を示す底面図である。なお、図１１Ｂは、図１１Ａおよび図１１Ｃの１１Ｂ−１１Ｂ線の矢視断面図である。なお、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃに示されているレンズモジュール２０１ａは、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに示されているレンズモジュール２０１と上部ばねおよび下部ばねの形状が異なるだけで、他の構成は同様である。そこで、これら以外の部材には同一符号を付し、説明も省略する。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃに示しているように、上部ばね２４１ｃは、内部および外部にそれぞれ円環部を有し、両者を２つのアームがつなぐ構成となっている。下部ばね２４１ｄは、上部ばね２４１ｃと同一の構成である。
【００９７】
これら上部ばね２４１ｃおよび下部ばね２４１ｄの配置は、実施の形態２と同様に、下部ばね２４１ｄは、上部ばね２４１ｃをレンズ２１１の光軸方向に下部ばね２４１ｄの設置位置まで平行移動し、レンズ２１１の光軸に垂直である軸を中心に１８０°反転させたものと同一の配置である、上部ばね２４１ｃおよび下部ばね２４１ｄのそれぞれのアームを２つとしても、実施の形態２と同様の効果を有する。
【００９８】
また、アームを４つとする場合に比べて、アームを２つとした場合の方が、ばね定数を小さくすることができ、必要となる力が小さくなる。したがって、さらに、カメラモジュールを小型化、薄型化および低消費電力化することができる。
【００９９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態４に係るカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールとほぼ同様の構成であって、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの配置が異なる。具体的には、実施の形態４では、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの中心軸を同一としてお互いに位相をずらした位置に配置している。つまり、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂはお互いに同一形状であり、それらが対称ではなく位相が異なるように配置されている。それ以外の部材、構成および動作については、実施の形態１のカメラモジュールと同様であるので、説明を省略する。
【０１００】
図１２は、本発明の実施の形態４に係る上部ばねおよび下部ばねの配置を示すための斜視図である。実施の形態１のレンズモジュールを示している図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃと、実施の形態１の上部ばねおよび下部ばねの配置を示している図８とを参照して、実施の形態４について説明する。
【０１０１】
図１２は、図８に対応する図である。なお、図１２に示す上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂおいては、図８に示す上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂが有する突起４６ａおよび４６ｂは省略している。図８においては、下部ばね４１ｂは、上部ばね４１ａをレンズ１１の光軸方向に下部ばね４１ｂの位置まで平行移動し、レンズ１１の光軸に垂直である軸を中心に１８０°反転させたものと同一の配置である。しかし、図１２に示す実施の形態４における下部ばね４１ｂの配置は、上部ばね４１ａをレンズ１１の光軸方向に下部ばね４１ｂの設置位置まで平行移動し、さらにレンズ１１の光軸を中心にして４５°だけ回転させた配置である。
【０１０２】
このように、同一形状の２つの弾性体（上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂ）を、中心軸を同一としてお互いに位相をずらした位置に配置することにより、実施の形態１と同様に、摩擦なくレンズ１１と撮像素子４（図１参照）の相対距離を変化させることができる。そのため、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な、焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。また、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの位相がずれているので、レンズ部１０のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子４（図１参照）に常に良好な結像を得るカメラモジュールを提供できる。
【０１０３】
なお、位相のずれは、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂのアームの数をＮとして、（１８０／Ｎ）°だけずらすことが好ましい。このとき、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとの位相ずれを最大とし、バランスがよくなり、チルトを最小化できる。実施の形態４ではＮは４であるため４５°ずらしている。これにより、撮像素子４（図１参照）に常に良好な結像を得ることができる、高性能なカメラモジュールを提供できる。
【０１０４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１３Ａは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図１３Ｂは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの断面図であり、図１３Ｃは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの底面図である。なお、図１３Ｂは、図１３Ａおよび図１３Ｃの１３Ｂ−１３Ｂ線の矢視断面図である。
【０１０５】
また、実施の形態５のカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールとはレンズモジュールの構成が異なる。すなわち、実施の形態５のカメラモジュールは、図１に示すカメラモジュール１００において、レンズモジュール１の代わりに実施の形態５のレンズモジュール４０１を用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態５に係るカメラモジュールのレンズモジュール４０１以外は実施の形態１と同様の構成および動作であり、説明は省略する。
【０１０６】
実施の形態５のレンズモジュール４０１において、レンズを４つ備えている点が実施の形態１のレンズモジュールとは異なるが、それ以外は同様の構成である。そこで、図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃにおいて、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに示された実施の形態１のレンズモジュール１と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０７】
図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示しているように、実施の形態５のレンズモジュール４０１は、レンズ部４１０と可動ベース２０と固定ベース３０と連結部４０とを備えている。
【０１０８】
レンズ部４１０は、４つのレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄを備えたレンズとレンズホルダ４１２とを有している。レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄは、すべて同一形状であり、ガラスあるいはプラスチックなどから構成され、光を曲げる役割を果たす。レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄは、例えば高屈折率で低分散なガラスあるいは樹脂などから構成されている。これらガラスあるいは樹脂を射出成型あるいは切削加工により、上面と下面とにそれぞれほぼ同一形状の４つの曲面が形成された略直方体を作製すればよい。また、レンズホルダ４１２は樹脂などで構成されている。レンズホルダ４１２には、その中心に対してそれぞれ９０°ずれて４つのテーパ状の穴４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃおよび４１３ｄが形成されている。これら９０°ずれた４つの穴の中心は、それぞれレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄのそれぞれの光軸の中心と一致するように配置されている。つまり、レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄは、レンズホルダ４１２の中心に対して、それぞれ９０°ずつ位相がずれて配置されている。なお、図１３Ａ、図１３Ｂおよび図１３Ｃに示すように、４つのテーパ状の穴４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃおよび４１３ｄは、お互いに重なっているが、これらが、お互いに重ならない構成としてもよい。
【０１０９】
また、４つのレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの各光軸どうしの中心が撮像素子４（図１参照）の受光面の中心にほぼ一致するように配置されている。それにより、撮像素子４の受光面には４つのレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄによる４つの被写体像が結像される。制御素子５（図１参照）は、撮像素子４からの電気信号を読み込みディジタル値にした後、それぞれのレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄに対応した領域を切り出し、適宜画像処理を行う。
【０１１０】
実施の形態５のカメラモジュールは、レンズが１つのものの処理に加えて、例えば、ステレオ視による測長などを行うことができる。また、実施の形態５のカメラモジュールは１つの撮像素子４を用いて、制御素子５で領域を切り出したが、撮像素子を４つ用いる構成としてもよい。具体的には、それぞれのレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの各光軸中心が、４つの撮像素子の各受光面の中心にほぼ一致するように４つの撮像素子を配置する。そして、レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの被写体像をそれぞれの撮像素子で受光してもよい。
【０１１１】
さらに、実施の形態５のカメラモジュールは、同一形状の２つの弾性体（上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂ）を有し、レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの光軸に垂直な軸に対し対称に反転させた配置とする。それにより、実施の形態１のカメラモジュールと同様の効果を奏する。つまり、摩擦なくレンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄと撮像素子４の相対距離を変化させることができる。したがって、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有するカメラモジュールを提供することができる。さらに、レンズ部１０のチルトの発生を抑制できるため、撮像素子４の受光面に常に良好な結像を得ることができ、良好な画像を得ることができるカメラモジュールを提供することができる。特に、チルトの抑制により、各レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの被写体像の座標の歪みを抑制できるため、ステレオ視において正確に測長できる。さらに、レンズ部４１０の回転も抑制できるため、各レンズ４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃおよび４１１ｄの被写体像の座標の回転を抑制できる。そのため、ステレオ視において正確に測長できる。
【０１１２】
なお、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂの配置は、図８に示す配置としたが、実施の形態４で説明した図１２で示す配置としてもよい。それにより、チルトを最小化でき、撮像素子４（図１参照）に常に良好な結像を得ることができる、高性能なカメラモジュールを提供できる。
【０１１３】
また、図１０に示されたアームが２つの上部ばね３４１ａおよび下部ばね３４１ｂを用いてもよい。
【０１１４】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１４Ａは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図１４Ｂは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの断面図であり、図１４Ｃは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの底面図である。なお、図１４Ｂは、図１４Ａおよび図１４Ｃの１４Ｂ−１４Ｂ線の矢視断面図である。
【０１１５】
実施の形態６のカメラモジュールは、図１に示すカメラモジュール１００において、レンズモジュール１の代わりに実施の形態６のレンズモジュール５０１を用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態６に係るカメラモジュールのレンズモジュール５０１以外は実施の形態１と同様の構成および動作であるため説明は省略する。なお、図１４Ａ、図１４Ｂおよび図１４Ｃの実施の形態６のレンズモジュールにおいて、図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに示した実施の形態２のレンズモジュール２０１の部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１６】
図１４Ｂに示しているように、実施の形態６のレンズモジュール５０１は、レンズ部５１０と可動ベース５２０と固定ベース２３０と連結部５４０とを備えている。
【０１１７】
レンズ部５１０は、４つのレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄとレンズホルダ５１２を有している。レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄは、すべて同一形状であり、高屈折率で低分散なガラスあるいは樹脂などから構成され、光を曲げる役割を果たす。これらガラスあるいは樹脂などを射出成型あるいは切削加工することで、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄを作製すればよい。また、レンズホルダ５１２は、樹脂などであり、略円盤状に構成されている。レンズホルダ５１２の中央部には１つの穴が形成されていて、さらに、円盤の中心に対してそれぞれ９０°ずれて４つの穴が形成されている。これら９０°ずれた４つの穴には、それぞれレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄが圧入などにより配置されている。つまり、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄは、レンズホルダ５１２の中心に対して、それぞれ９０°ずつ位相がずれて配置されている。
【０１１８】
可動ベース５２０は可動ベースホルダ５２１およびコイル部５２２を有している。可動ベースホルダ５２１は、略円盤状に構成された樹脂などであり、中央部において上部および下部方向への突起を有している。また、互いに９０°ずれた開口部５２３ａ、５２３ｂ、５２３ｃおよび５２３ｄが形成されていて、上部には、レンズ部５１０が配置されている。レンズ部５１０のレンズホルダ５１２の中央部の穴に、可動ベースホルダ５２１の中央部の上部方向への突起が圧入されている。それにより、レンズ部５１０は可動ベースホルダ５２１に固定されている。ここで、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸方向の中心は、それぞれ開口部５２３ａ、５２３ｂ、５２３ｃおよび５２３ｄの中心と一致している。また、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄと、開口部５２３ａ、５２３ｂ、５２３ｃおよび５２３ｄとはそれぞれ同一の大きさである。また、コイル部５２２は、可動ベースホルダ５２１の外周上に互いに９０°ずれて配置された４つのコイルから構成されている。これらのコイルはそれぞれ自己溶着線などで略長方形状に積層巻回され、磁束がレンズホルダ５１２の半径方向に発生するように配置される。また、コイル部５２２は、可動ベースホルダ５２１の外周部にボビン状に形成された位置に配置されている。なお、図１４Ｂにおいては、これら４つのコイルのうち、コイル５２２ａおよび５２２ｃが示されていて、残りの２つは図示されていない。
【０１１９】
また、図１４Ａに示しているように、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸方向において、レンズ部５１０の中心よりも、コイル部５２２の中心が下側になるような配置とすることが望ましい。このような構成であるため、レンズ部５１０の中心とコイル部５２２の中心とが光軸方向において一致する場合に比べて、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄと撮像素子４と（図１参照）の相対距離を適切に保ちつつ、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの上部の空間を削減することができる。それにより、レンズモジュール５０１を薄型化することができるため、実施の形態６のカメラモジュールを薄型化できる。
【０１２０】
固定ベース２３０は、実施の形態２と同様であり、説明を省略する。
【０１２１】
連結部５４０は、上部ばね５４１ａと下部ばね５４１ｂと内側上部止め５４３ａと内側下部止め５４３ｂと外側上部止め５４４ａと外側下部止め５４４ｂとを有している。上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂは、ベリリウム銅合金などのような導電性が高く金属疲労に強い金属から構成され、板状の部材をプレスなどで打ち抜いて形成される。上部ばね５４１ａは、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸方向における中心より撮像素子４（図１参照）寄りに配置されていてレンズ部５１０と固定ベース２３０とを連結していて、下部ばね５４１ｂは、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸方向における中心より撮像素子４（図１参照）の反対側寄りに配置されていてレンズ部５１０と固定ベース２３０とを連結している。
【０１２２】
図１５は、実施の形態６に係る上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。具体的には、図１５に示すように、上部ばね５４１ａは、内部および外部にそれぞれ円環部を有し、両者を４つのアームがつなぐ構成となっている。下部ばね５４１ｂは、上部ばね５４１ａと同一の構成である。内側上部止め５４３ａは、例えば射出成型により作製された円環状の樹脂であり、上部ばね５４１ａの内側の円環部をはさむように可動ベースホルダ５２１の中央部の上部方向への突起に圧入などにより配置され、上部ばね５４１ａの内側の円環部を保持する。また、内側下部止め５４３ｂは、例えば射出成型により作製された円環状の樹脂であり、下部ばね５４１ｂの内側の円環部をはさむように可動ベースホルダ５２１の中央部の下部方向への突起に圧入などにより配置され、下部ばね５４１ｂの内側の円環部を保持する。外側上部止め５４４ａは、樹脂などであり円環状に形成され、上部ばね５４１ａの外側の円環部をはさむようにヨーク２３２の内周の上側に圧入などにより配置され、上部ばね５４１ａの外側の円環部を保持する。外側下部止め５４４ｂは、例えば射出成型により作製された円環状の樹脂であり、下部ばね５４１ｂの外側の円環部をはさむようにヨーク２３２の内周の下側に圧入などにより配置され、下部ばね５４１ｂの外側の円環部を保持する。
【０１２３】
上部ばね５４１ａのアーム部の一端側である外側の円環部を外側上部止め５４４ａを用いて固定ベース２３０で支持している。また、上部ばね５４１ａのアーム部の他端側を内側上部止め５４３ａを用いてレンズ部５１０の中央に位置する可動ベースホルダ５２１の中央部の突起で支持している。例えばレンズ部５１０の側面を支持した場合には、レンズモジュール５０１の半径方向にその分のスペースが必要である。しかし、このように、可動ベースホルダ５２１の中央部の突起でアーム部を支持することで、このようなスペースは不要であり、カメラモジュールはレンズモジュール５０１の半径方向に広がることがなく、カメラモジュールを小型化することができる。なお、下部ばね５４１ｂのアームについても同様に、一端側は固定ベース２３０で支持され、他端側はレンズ部５１０の中央に位置する可動ベースホルダ５２１の中央部の突起で支持されているので、カメラモジュールを小型化することができる。特に、ステレオ視による測長において、より正確な測長をする場合には、レンズ間の距離を長くするが、それにより、レンズ間に無効空間ができる。このような場合にも、上述のように、支持することが有効である。
【０１２４】
また、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂを、レンズ部５１０の中央部で支持するため、その分アームを長くすることができ、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂのばね定数を小さくすることができ、必要となる力を小さくできる。それにより、ボイスコイルモータが発生する力を少なくでき、永久磁石部２３１など各構成を小さくできる。したがって、さらに、小型化、薄型化および低消費電力化された焦点制御機能を有するカメラモジュールを提供することができる。
【０１２５】
ここで、特に、１４Ａおよび図１４Ｃを用いて、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂの配置について説明する。下部ばね５４１ｂは、上部ばね５４１ａをレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸方向に下部ばね５４１ｂの位置まで平行移動し、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸に垂直である１４Ｂ―１４Ｂ軸を中心に１８０°反転させた配置である。
【０１２６】
このような構成とすることにより、実施の形態１と同様の効果を有する。
【０１２７】
実施の形態６のレンズモジュール５０１において、４つのレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの各光軸どうしの中心が撮像素子４（図１参照）の受光面の中心にほぼ一致するように配置されている。それにより、撮像素子４の受光面には４つのレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄによる４つの被写体像が結像される。制御素子５（図１参照）は、撮像素子４からの電気信号を読み込みディジタル値にした後、それぞれのレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄに対応した領域を切り出し、適宜画像処理を行う。
【０１２８】
実施の形態６のカメラモジュールは、レンズが１つのものと同様の処理に加えて、例えば、ステレオ視による測長などを行うことができる。また、実施の形態６のカメラモジュールは１つの撮像素子４を用いて、制御素子５で領域を切り出したが、４つの撮像素子を用いる構成としてもよい。具体的には、それぞれのレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの光軸中心が、各撮像素子の受光面の中心にほぼ一致するように４つの撮像素子を配置する。そして、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの被写体像をそれぞれの撮像素子で受光してもよい。このようにすることで、実施の形態５と同様の効果を奏する。
【０１２９】
なお、実施の形態６において、可動ベースホルダ５２１の半径方向において、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの中心は、それぞれコイル部５２２の各コイル（コイル５２２ａおよびコイル５２２ｃと残り２つのコイル）の中心と一致するが、一致しないように配置してもよい。例えば、それぞれ４５°ずらすように、互い違いに配置してもよい。そうすることで、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄのそれぞれの間に、コイル部５２２の各コイル（コイル５２２ａおよびコイル５２２ｃと残り２つのコイル）や永久磁石部２３１を配置することができる。つまり、各コイル（コイル５２２ａおよびコイル５２２ｃと残り２つのコイル）や永久磁石部２３１をさらに内側に設置することができる。それにより、レンズモジュール５０１の半径方向のサイズを削減でき、カメラモジュールを小型化することができる。
【０１３０】
以上に示したように、実施の形態５のカメラモジュールは、摩擦なくレンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄと撮像素子４（図１参照）の相対距離を変化させることができるため、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有するカメラモジュールを提供することができる。
【０１３１】
また、実施の形態６のレンズモジュールにおいて、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂが有するアームの数と、レンズの数は同数であることが望ましい。具体的には、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂが有するアームの数はそれぞれ４つであり、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄの数は４つである。これにより、レンズ５１１ａ、５１１ｂ、５１１ｃおよび５１１ｄに入射する光をアームが遮らないように、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂを配置することができ、有効に空間を利用できるため、カメラモジュールを薄型化できる。
【０１３２】
なお、実施の形態６のカメラモジュールは、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂを備えているが、例えば、上部ばね５４１ａだけ、あるいは下部ばね５４１ｂだけを備えた構成であってもかまわない。なお、その場合でも、上部ばね５４１ａまたは下部ばね５４１ｂは、外側においては外側の円環部が固定ベース２３０で支持され、内側においてはレンズ部５１０の中央位置で支持されていればよい。
【０１３３】
また、永久磁石部２３１と上部ばね５４１ａとの間に、樹脂や紙から構成された上部絶縁シートが設置されていてもよい。また、永久磁石部２３１と下部ばね５４１ｂとの間に、樹脂や紙から構成された下部絶縁シートが設置されていてもよい。それにより、上部ばね５４１ａが永久磁石２３１に接触することがなく、これらは電気的に絶縁される。また、下部ばね５４１ｂが永久磁石２３１に接触することがなく、これらは電気的に絶縁される。また、上部絶縁シートおよび下部絶縁シートは薄いため、カメラモジュールの厚みが増加することはない。
【０１３４】
実施の形態６で用いた上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂ以外の形状の上部ばねおよび下部ばねを用いてもよい。図１６は、本発明の実施の形態６に係る他の上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。例えば、上部ばね５４１ａおよび下部ばね５４１ｂの代わりに、図１６に示す上部ばね５４１ｃおよびこれと同一形状の下部ばね５４１ｄを用いてもよい。上部ばね５４１ｃは、内部および外部にそれぞれ円環部を有し、両者を２つのアームがつなぐ構成となっている。上部ばね５４１ｃを用いる場合は、下部ばね５４１ｂの代わりに、上部ばね５４１ｃと同一形状の下部ばね５４１ｄを用いる。アームが４つに比べて２つの方が、ばね定数を小さくすることができ、レンズ５１１と撮像素子４との相対距離を変化させるために必要な推力を小さくできる。そのため、その分だけボイスコイルモータの発生する力を少なくでき、永久磁石部２３１など各構成を小さくでき、小型かつ薄型であるカメラモジュールを実現することができる。また、電流も少なくてすむため、低消費電力なカメラモジュールを実現することができる。
【０１３５】
なお、実施の形態６のカメラモジュールは、光軸の周りに配置された４つのコイルを用いることとしたが、実施の形態１のカメラモジュールのように、光軸に沿って配置された２つのコイルを用いる構成としてもよい。
【０１３６】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。図１７Ａは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの構成を示す平面図であり、図１７Ｂは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの断面図であり、図１７Ｃは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの底面図である。なお、図１７Ｂは、図１７Ａおよび図１７Ｃの１７Ｂ−１７Ｂ線の矢視断面図である。
【０１３７】
実施の形態７のカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールとはレンズモジュールの構成が異なり、それ以外の構成は略同一である。すなわち、実施の形態７のカメラモジュールは、図１に示すカメラモジュール１００において、レンズモジュール１の代わりに実施の形態７のレンズモジュール６０１を用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態７に係るカメラモジュールのレンズモジュール６０１以外は実施の形態１と同様の構成および動作であるため説明は省略する。
【０１３８】
実施の形態７のレンズモジュール６０１は、レンズと可動ベースホルダとが一体成型された構成である。つまり、レンズの外周にコイルが設置されている構成である。それ以外は、実施の形態１のレンズモジュールと略同様の構成である。そこで、図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃにおいて、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに記載の部材において同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１３９】
図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示しているように、レンズ部６１０は可動レンズ６１５と、レンズホルダ６１２とを備えている。可動レンズ６１５は、レンズ６１１と可動ベースホルダ６２１とが一体成型されることで構成されている。可動レンズ６１５は、ガラスあるいは樹脂を、射出成型または切削加工などすることにより作製される。また、可動レンズ６１５は、レンズ６１１を含んでいるため、高屈折率であり、低分散の材料により構成されることが望ましい。
【０１４０】
可動レンズ６１５の具体的な構成について説明する。可動レンズ６１５は、略円柱状の形状であり、その中心付近にレンズ６１１が形成されている。また、可動レンズ６１５の外周には、実施の形態１の可動ベースホルダと同様に、円環状の３つの突起６２１ａ、６２１ｂおよび６２１ｃが形成されている。突起６２１ａと突起６２１ｂと可動レンズ６１１の外周部により、溝状のボビン部６２１ｄが形成されている。また、突起６２１ｂと突起６２１ｃと可動レンズ６１１の外周部により、溝状のボビン部６２１ｅが形成されている。ボビン部６２１ｄには上部コイル６２２ａが巻回され、ボビン部６２１ｅには下部コイル６２２ｂが巻回されている。上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂは、溝状のボビン部６２１ｄおよびボビン部６２１ｅに巻回されるので、位置がずれることがなく、容易に巻回される。なお、突起６２１ａおよび突起６２３ｃが形成されていない場合であっても、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂの巻回時のみ、突起の代わりとなる冶具などを用いてもよい。上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂを、自己融着線を巻回することで形成し、溶着後に冶具を取り外すこととしてもよい。なお、このように可動レンズ６１５に、ボビン部６２１ｄおよびボビン部６２１ｅを形成しているので、ホルダなどの構成が不要となり、カメラモジュールを小型化できる。また、使用する部品点数が少なくなるため、カメラモジュールを低コスト化できる。
【０１４１】
また、可動レンズ６１５は上部電極６２６ａと下部電極６２６ｂとを有する。上部電極６２６ａは、可動レンズ６１５の上部に金属蒸着などにより形成されている。上部電極６２６ａは、上部コイル６２２ａと下部コイル６２２ｂとのそれぞれの片端に電気的に接続される。また、下部電極６２６ｂは、可動レンズ６１５の下部に金属蒸着などにより形成されている。下部電極６２６ｂは、上部コイル６２２ａと下部コイル６２２ｂとのそれぞれの他端に電気的に接続されている。上部電極６２６ａと下部電極６２６ｂとにより、上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂを可動レンズ６１５に設置することで、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂと上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂとが電気的に接続される。したがって、これらの接続において、半田付けが不要となり、半田付けする場合に必要となる空間が不要となり、カメラモジュールを小型化できる。
【０１４２】
可動レンズ６１５上にはレンズホルダ６１２が設置されている。レンズホルダ６１２は、略円柱状に射出成型などにより構成された樹脂などにより構成されている。レンズホルダ６２１の内面には、テーパ上の穴が形成されている。レンズホルダ６１２には、撮像素子４（図１参照）から遠い側に開口部６１３ａが設けられる。入射光は、開口部６１３ａによって絞られ、レンズ６１１に入射し、レンズ６１１を透過して射出される。
【０１４３】
固定ベース部３０と連結部４０とは、実施の形態１と同一であり、説明を省略する。
【０１４４】
上部ばね４１ａの内側の円環部には、可動レンズ６１５に設置された突起６２３ａ、６２３ｂ、６２３ｃおよび６２３ｄに嵌合するような切り欠きが形成されている。これら切り欠きが突起６２３ａ、６２３ｂ、６２３ｃおよび６２３ｄに嵌合することで、上部ばね４１ａは位置決めされ、接着剤などにより可動レンズ６１５に固定される。
【０１４５】
下部ばね４１ｂの内側の円環部には、可動レンズ６１５に設置された突起６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃおよび６２４ｄに嵌合するような切り欠きが形成されている。これら切り欠きが突起６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃおよび６２４ｄに嵌合することで、下部ばね４１ｂは位置決めされ、接着剤などにより可動レンズ６１５に固定される。このように、容易に位置決めすることができるので、位置合わせ工程が不要となり、カメラモジュールを低コスト化できる。なお、上部ばね４１ａおよび下部ばね４１ｂに突起を設置し、可動レンズ６１５にその突起が嵌合する切り欠きを形成してもよい。
【０１４６】
図１８は、本発明の実施の形態７に係るカメラモジュールの回路図である。以下、図１も参照して説明する。可動レンズ６１５の上面に設置されている上部ばね４１ａの内周側は上部電極６２６ａに接続され、上部電極６２６ａは上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂの巻線の一端に電気的に接続されている。また、可動レンズ６１５の下面に設置されている下部ばね４１ｂの内周側は下部電極６２６ｂに接続され、下部電極６２６ｂは上部コイル５２２ａおよび下部コイル６２２ｂの巻線の他端に電気的に接続されている。そのため、上部ばね４１ａと駆動素子６とを接続する上部電線４２ａは、上部ばね４１ａと上部電極６２６ａとを介し、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂのそれぞれの一端に電気的に接続されている。また、下部ばね４１ｂと駆動素子６とを接続する下部電線４２ｂは、下部ばね４１ｂと下部電極６２６ｂとを介し、コイル部６２２の上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂのそれぞれの他端に電気的に接続されている。
【０１４７】
図１８において、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂは並列に接続されているが、直列に接続してもよい。並列に接続した場合、電気抵抗が小さくなり抵抗損失が小さくなり、直列に接続した場合、コイルの電気抵抗のばらつきがある場合でもすべてのコイルに同一の電流が流れすべてのコイルで発生するローレンツ力のばらつきを低減できる。
【０１４８】
次に、焦点を合わせるため、レンズ６１１と撮像素子４との相対距離を制御する方法を説明する。下部電線４２ｂと比較して、上部電線４２ａの電圧が高くなるように電圧を印加し、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂに電流を流す。ここで、レンズモジュール６０１の上側（入射側）から見た場合、上部コイル６２２ａに電流が左回りの向きに流れ、下部コイル６２２ｂに電流が右回りの向きに流れるように配線されている。各永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄの発生する磁束と、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂに流れる電流の相互作用（ローレンツ力）により、上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂには、上向きの力が作用する。そして、この力と連結部４０の上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとの変形によって発生する力（フック力）とが釣り合う位置まで、可動レンズ６１５が上向きに移動する。このように、レンズ６１１と撮像素子４との相対距離が長くなる。
【０１４９】
レンズ６１１の移動量はローレンツ力に比例し、ローレンツ力は上部コイル６２２ａおよび下部コイル６２２ｂに流れる電流に比例し、電流は上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧に比例する。したがって、制御素子５は、駆動素子６を用いて上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を制御することにより、レンズ６１１と撮像素子４との相対距離を制御することができる。
【０１５０】
上記のように構成し動作させることにより、実施の形態７のカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールと同様の効果を奏する。
【０１５１】
なお、実施の形態２〜６で示したカメラもモジュールにおいても、実施の形態７のようにレンズ部と可動ベースが一体成型された構成としてもよい。
【０１５２】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係るカメラモジュールについて、図面を参照しながら説明する。実施の形態８は、実施の形態１のカメラモジュールと略同一の構成であるが、コイルの形状が異なる。具体的には、実施の形態１のカメラモジュールは、レンズの光軸方向に並んだ２つのコイルを備えていたが、実施の形態８のカメラモジュールは、レンズの光軸を取り囲むような４つのコイルを備えている。これ以外の構成は、実施の形態１のカメラモジュールと略同様の構成である。つまり、実施の形態８のカメラモジュールは、図１に示す実施の形態１のカメラモジュール１００において、レンズモジュール１の代わりに実施の形態８のレンズモジュール７０１を用いる構成とすればよい。そのため、実施の形態８に係るカメラモジュールのレンズモジュール７０１以外は実施の形態１と同様の構成および動作であるため説明は省略する。
図１９は、本発明の実施の形態８に係るレンズモジュールにおけるコイルと永久磁石の配置を説明するための平面図である。具体的には、図１９は、実施の形態８のレンズモジュールから上部ばねおよび上部絶縁シートを取り除いた状態の平面図であり、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄの構成および配置がわかりやすい。図１９において、図５Ａに示した部材と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付し説明を省略する。なお、以下、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃも参照して説明する。
【０１５３】
実施の形態１のレンズモジュールでは、光軸方向に並んで設置された上部コイルおよび下部コイルを有していたが、実施の形態８のレンズモジュール７０１は、光軸周りに互いに９０度離れて配置された４つのコイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃ、７２２ｄを有する。また、実施の形態１では、上部コイルおよび下部コイルを巻回されやすくするために、可動ベースホルダの外周に設置されている突起も、レンズモジュール７０１には設置されていない。
【０１５４】
可動ベースホルダ２１の外周上には、レンズ１１の光軸を中心として、互いに９０°ずれた４つのコイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄが配置されている。これらの各コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄはそれぞれ自己溶着線などで略長方形状に積層巻回され、磁束がレンズ１１の半径方向に発生するように配置される。また、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄは、それぞれ永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに対向するように配置されている。
【０１５５】
図２０は、本発明の実施の形態８に係るカメラモジュールの回路図である。上部ばね４１ａの内周側は、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄの各巻線の一端に電気的に接続されている。また、下部ばね４１ｂの内周側は、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄの各巻線の他端に電気的に接続されている。すわなち、上部電線４２ａは上部ばね４１ａを介し、各コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄの一端に電気的に接続され、下部電線４２ｂは下部ばね４１ｂを介し、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄの他端に電気的に接続されている。なお、図２０において、各コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄは並列に接続されているが、直列に接続してもよい。並列に接続した場合、電気抵抗が小さくなり抵抗損失が小さくなる。一方、直列に接続した場合、コイルの電気抵抗のばらつきがある場合においても、すべてのコイルに同一の電流が流れるため、全てのコイルで発生するローレンツ力のばらつきを低減できる。
【０１５６】
次に、このレンズモジュール７０１の焦点制御のためのレンズ１１と撮像素子４との位置制御について説明する。下部電線４２ｂと比較して、上部電線４２ａの電圧が高くなるように電圧を印加し、各コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄに電流を流す。ここで、それぞれ永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄ側からコイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄを見た場合に、右回りに電流が流れるように、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄは配線されている。
【０１５７】
また、永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄの上部は、内側がＮ極、外側がＳ極になるように着磁されている。また、各永久磁石永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄの下部は、内側がＳ極、外側がＮ極になるように着磁されている。この構成により、各永久磁石３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄから発生する磁束と、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄに流れる電流の相互作用（ローレンツ力）により、コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄには、上向きの力が作用する。そして、この力と連結部４０の上部ばね４１ａと下部ばね４１ｂとの変形によって発生する力（フック力）とが釣り合う位置まで、レンズ部１０と可動ベース２０とが一体となって上向きに移動する。このように、レンズ１１と撮像素子４との相対距離が長くなる。
【０１５８】
なお、コイル７２２ｂおよび７２２ｄの巻線の向きを逆にし、かつ永久磁石３１ｂ、３１ｄの着磁方向を逆にしても、レンズ１１と撮像素子４との位置制御は可能である。
【０１５９】
レンズ部１０および可動ベース２０の移動量はローレンツ力に比例し、ローレンツ力は各コイル７２２ａ、７２２ｂ、７２２ｃおよび７２２ｄに流れる電流に比例し、電流は上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧に比例する。したがって、制御素子５（図１参照）は、駆動素子６（図１参照）を用いて上部電線４２ａと下部電線４２ｂとの間の電圧を制御することにより、レンズ１１と撮像素子４との相対距離を制御することができる。
【０１６０】
上記のように構成し、動作させることにより、実施の形態８のカメラモジュールは、実施の形態１のカメラモジュールと同様の効果を持つ。
【０１６１】
また、実施の形態３〜５および実施の形態７のカメラモジュールも、実施の形態１のカメラモジュールと同様に、光軸に沿って配置された２つのコイルを用いてレンズと撮像素子との距離を制御する構成である。これらにおいても、実施の形態８で示したように、光軸の周りに配置された４つのコイルを用いてレンズと撮像素子との距離を制御する構成としてもよい。
【０１６２】
以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、実施の形態１から実施の形態８で具体的に示した、材料および構造等は、あくまでも一例であり、本発明はこれらの具体例のみに限定されるものではない。例えば、上部ばねおよび下部ばねの形状は上述以外の形状であってもかまわない。例えば、アームの数が３つや５つであってもよい。
【０１６３】
また、実施の形態１から実施の形態８のカメラモジュールの各部分の構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、実施の形態２のカメラモジュールに、実施の形態１で用いたレンズホルダを用いるなどしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明のカメラモジュールは、小型化、薄型化および低消費電力化が可能な自動焦点機能を有するカメラモジュールであるため、カメラ機能を備えた携帯電話、ディジタルスチルカメラおよび監視用カメラなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの構成を示す断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールの回路図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールにおける、撮像素子、制御素子および駆動素子の配置を説明するための断面図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１に係るカメラモジュールにおける、撮像素子、制御素子および駆動素子の他の配置を説明するための断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの構成を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールの底面図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１に係るレンズモジュールであって、連結部を取り除いた状態の平面図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１に係る上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態１に係る上部ばねおよび下部ばねの配置を示すための斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは本発明の実施の形態２に係るレンズモジュールの底面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態３に係るカメラモジュールの上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明の実施の形態３に他の係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは実施の形態３に係るレンズモジュールの構成を示す断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは実施の形態３に係るレンズモジュールの構成を示す底面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態４に係る上部ばねおよび下部ばねの配置を示すための斜視図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは本発明の実施の形態５に係るレンズモジュールの底面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの断面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは本発明の実施の形態６に係るレンズモジュールの底面図である。
【図１５】図１５は実施の形態６に係る上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。
【図１６】図１６は本発明の実施の形態６に係る他の上部ばね（下部ばね）の構成を示す平面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの構成を示す平面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは本発明の実施の形態７に係るレンズモジュールの底面図である。
【図１８】図１８は本発明の実施の形態７に係るカメラモジュールの回路図である。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態８に係るレンズモジュールにおけるコイルと永久磁石の配置を説明するための平面図である。
【図２０】図２０は本発明の実施の形態８に係るカメラモジュールの回路図である。
【図２１】図２１は、従来のカメラモジュールの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１００  カメラモジュール
１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１  レンズモジュール
２  基板
３  支持部
４  撮像素子
５  演算素子
６  駆動素子
１０、４１０  レンズ部
１１、４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ  レンズ
１２、４１２  レンズホルダ
２０、４２０  可動ベース
２１、４２１  可動ベースホルダ
２２、４２２  コイル部
２２ａ、２２ｂ、４２２ａ、４２２ｂ  コイル
２３、４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄ  開口部
３０  固定ベース
３１  永久磁石部
３２  ヨーク
３１ａ、３１ｃ  永久磁石
４０、４４０  連結部
４１ａ、２４１ａ、３４１ａ、４４１ａ、５４１ａ、６４１ａ  上部ばね
４１ｂ、２４１ｂ、３４１ｂ、４４１ｂ、５４１ｂ、６４１ｂ  下部ばね
４２ａ  上部電線
４２ｂ  下部電線
４３ａ、４４３ａ  内部上部止め
４３ｂ、４４３ｂ  内側下部止め
４４ａ、４４４ａ  外部上部止め
４４ｂ、４４４ｂ  外側下部止め
９０２  ＣＣＤ
９２０  駆動コイル
９２２  ボビン
９２３  センターヨーク
９２４  永久磁石
９５１ａ、９５１ｂ  ガイドシャフト
９５２  可動ベース
９５２ａ、９５２ｂ  嵌合孔
９５２ｃ  開口部
９５３  ボイスコイルモータ
９６０  可動部
９８１、９８２  レンズ
９８３、９８４、９８５  光学フィルタ
９９０  固定ベース
９９０ａ  ヨーク固定部
９９０ｅ  開口部
９９１  シャフト取り付け板
【図１】
0004077497.tif 000002
【図２】
0004077497.tif 000003
【図３】
0004077497.tif 000004
【図４】
0004077497.tif 000005
【図５Ａ】
0004077497.tif 000006
【図５Ｂ】
0004077497.tif 000007
【図５Ｃ】
0004077497.tif 000008
【図６】
0004077497.tif 000009
【図７】
0004077497.tif 000010
【図８】
0004077497.tif 000011
【図９Ａ】
0004077497.tif 000012
【図９Ｂ】
0004077497.tif 000013
【図９Ｃ】
0004077497.tif 000014
【図１０】
0004077497.tif 000015
【図１１Ａ】
0004077497.tif 000016
【図１１Ｂ】
0004077497.tif 000017
【図１１Ｃ】
0004077497.tif 000018
【図１２】
0004077497.tif 000019
【図１３Ａ】
0004077497.tif 000020
【図１３Ｂ】
0004077497.tif 000021
【図１３Ｃ】
0004077497.tif 000022
【図１４Ａ】
0004077497.tif 000023
【図１４Ｂ】
0004077497.tif 000024
【図１４Ｃ】
0004077497.tif 000025
【図１５】
0004077497.tif 000026
【図１６】
0004077497.tif 000027
【図１７Ａ】
0004077497.tif 000028
【図１７Ｂ】
0004077497.tif 000029
【図１７Ｃ】
0004077497.tif 000030
【図１８】
0004077497.tif 000031
【図１９】
0004077497.tif 000032
【図２０】
0004077497.tif 000033
【図２１】
0004077497.tif 000034