WO2015122107A1 - 撮像モジュール及び電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an imaging module and an electronic device, and more particularly, to an imaging module and an electronic device having an optical image stabilization (OIS: Optical Image Stabilizer) function mounted on an electronic device such as a smartphone, a mobile phone, and a tablet terminal.
- OIS optical Image stabilization
- FIG. 15 is a schematic diagram showing an internal configuration of the imaging module 1 having a conventional OIS function.
- the imaging module 1 mainly includes a cylindrical lens barrel 12 that supports the lens group 10, a lens barrel 12, a camera shake correction movable unit 20 having a magnetic member such as a magnet 54, an imaging element 30, and the like.
- An elastic support unit 40 that supports the camera shake correction movable unit 20 so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis of the lens group 10 and tiltable around an axis perpendicular to the optical axis, and the camera shake correction movable unit 20
- An OIS mechanism 50 that moves in a direction orthogonal to the optical axis (moves in the XY plane) and a focus adjustment mechanism 60 that moves the lens barrel 12 in the optical axis direction (Z direction) are provided.
- the elastic support unit 40 includes a plate spring 42 extending to the side of the camera shake correction movable unit 20, four suspension wires 44 having one end fixed to the plate spring 42 and the other end fixed to the image sensor 30 side. It is composed of
- the OIS mechanism 50 is an OIS driving coil 52 fixed to the substrate 32 side (fixed side) on which the image sensor 30 is disposed, and a magnetic member fixed to the image stabilization movable unit 20 side (movable side).
- the voice coil motor is composed of a certain OIS drive magnet 54.
- FIG. 15 shows a pair of OIS drive coils 52 and OIS drive magnets 54 in the X direction (left and right direction in FIG. 15), but in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 15).
- Is also provided with a pair of OIS driving coils and an OIS driving magnet.
- Camera shake correction can be performed by driving the OIS drive coils in the X direction and the Y direction and moving the camera shake correction movable unit 20 in a direction orthogonal to the optical axis (moving in the XY plane).
- the focus adjustment mechanism 60 is constituted by a voice coil motor including an autofocus (AF) coil 62 disposed inside the camera shake correction movable unit 20 and an AF magnet 64 disposed around the lens barrel 12.
- AF autofocus
- Focus adjustment can be performed by driving the voice coil motor and moving the lens barrel 12 in the optical axis direction (Z direction).
- the camera shake correction movable unit 20 is disposed so as to face the image pickup device 30 as much as possible (so that the optical axis of the lens group 10 is orthogonal to the light receiving surface of the image pickup device 30).
- the imaging module 1 including the support unit 40 and the OIS mechanism 50 is affected by a magnetic field generated from an electronic device in which the imaging module 1 is mounted.
- FIG. 16 is a cross-sectional view of the main part of the smartphone 2 when the imaging module 1 is mounted on the smartphone 2.
- a speaker 3 is arranged in the vicinity of the imaging module 1, and the imaging module 1 is affected by a magnetic field (magnetic force) generated from the speaker 3 and is subjected to camera shake correction as shown in FIG.
- the movable unit 20 is inclined and does not face the image sensor 30.
- Patent Document 1 includes a description of covering a camera shake correction device with a shield cover.
- the invention described in Patent Document 1 is characterized in that the camera cover is made of a magnetic material instead of a non-magnetic material.
- the primary resonance frequency of the vibration system in the OIS direction is made lower than that of the non-magnetic camera cover, the servo gain in the low band is increased, and the suppression effect on camera shake is enhanced. I can do it.
- Patent Document 2 describes that when the magnetic force of the speaker, which is a magnetic field generation unit, is 100 gauss, if the camera module is separated from the speaker by 10 mm or more, reliable operation of the camera module is guaranteed. ing.
- Patent Document 1 describes that when a magnetic body is present near the camera module, the movable part is displaced under the influence of the magnetic body, so that the camera module is covered with a shield cover, but the shielding effect is used for shielding.
- the shielding effect against static magnetic field is low.
- the imaging module is arranged at a distance from the magnetic field generation unit in the electronic device. In some cases, it is necessary to dispose the imaging module in the vicinity of the magnetic field generation unit in the electronic device. In this case, there is a problem that the camera shake correction movable unit tilts due to the influence of the magnetic field.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and even if the imaging module is arranged in the vicinity of the magnetic field generation unit in the electronic device, the camera shake correction movable unit can be prevented from being tilted, and thereby imaging can be performed. It is an object of the present invention to provide an imaging module and an electronic apparatus that can achieve uniform resolution within the image plane.
- an imaging module includes a camera shake correction movable unit having a lens group and a magnetic member, an image sensor for imaging a subject through the lens group, and a camera shake correction movable unit.
- An elastic support portion that is movable in a direction perpendicular to the optical axis of the group and that can be tilted around an axis perpendicular to the optical axis; and a suppression portion that mechanically suppresses the tilt of the image stabilization movable portion.
- the suppression unit is provided in the camera shake correction movable part, and is a projecting part that projects in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable part, and a guide part that overlaps the projecting part when viewed from the optical axis direction. And a guide part that suppresses the inclination of the camera shake correction movable part by contacting the part.
- the camera shake correction movable unit having the magnetic member is a magnetic field from the magnetic field generation unit of the electronic device (magnetic force that tilts the camera shake correction movable unit). Even if it receives, since the overhang
- the overlap amount of the overhang portion and the guide portion viewed from the optical axis direction has a size that overlaps even when the camera shake correction movable portion moves by the maximum movement amount. Is preferred. Accordingly, it is possible to always suppress the tilt during the camera shake correction operation, and it is possible to prevent the protruding portion of the camera shake correction movable portion from falling off the guide portion.
- the imaging module it is preferable that three or more overhang portions and guide portions are provided.
- three or more overhang portions and guide portions tilt in all directions (tilt around two axes perpendicular to the optical axis) of the shake correction movable portion can be suppressed.
- the guide portion is provided on both the subject side and the imaging element side of the overhang portion.
- the inclination of the overhanging portion that is, the inclination of the hand movement correction movable portion
- the number of installation of the overhanging portion and the guide portion can be reduced.
- the overhang portion is provided on both the subject side and the imaging element side of the guide portion.
- the inclination of the overhanging portion that is, the inclination of the hand movement correction movable portion
- the number of installation of the overhanging portion and the guide portion can be reduced.
- the overhang portion and the guide portion are always in contact with each other when the camera shake correction movable portion is driven. Thereby, the inclination of the camera shake correction movable part can be made zero.
- At least one surface of the contact surface where the overhang portion and the guide portion are contacted is provided with a low friction coating.
- the camera shake correction movable unit includes a voice coil motor that drives the lens group in the optical axis direction.
- the lens group can be moved in the optical axis direction to adjust the focus.
- the state in which the camera shake correction movable unit is driven refers to a state in which current is supplied to the voice coil motor, and includes a state in which the positional relationship between the magnet and the coil does not change.
- the elastic support portion includes a leaf spring extending to the side of the image stabilization movable portion, one end fixed to the leaf spring, and the other end fixed to the imaging element side. Further, it is preferably configured of three or more suspension wires.
- the pixel pitch of the imaging element is preferably 1 ⁇ m or less.
- the pixel pitch of the image sensor is reduced, the radius of the allowable circle of confusion is reduced and the depth of focus is reduced. Therefore, when the pixel pitch is 1 ⁇ m or less, it is necessary to face the lens group to the image sensor with high accuracy.
- An electronic device is one in which the imaging module described above is mounted.
- An electronic apparatus includes a magnetic field generation unit that generates a magnetic field that tilts the camera shake correction movable unit.
- the image pickup module projects in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable unit. Since the overhanging portion is in contact with the guide portion, the inclination of the hand movement correction movable portion can be suppressed, and thereby the uniformity of the resolution within the image plane to be captured can be achieved.
- FIG. 2 is an external perspective view of the imaging element unit in a state where a lens unit is omitted in the imaging module shown in FIG. 1.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the imaging module shown in FIG. 1 taken along line AA.
- It is a figure which shows the electrical connection structure in the lens unit shown in FIG.
- the figure which shows the relationship between the lens group of an image pick-up module and an image pick-up element unit, the distribution of the resolution in the screen of an image pick-up element, the relationship between the lens group of an image pick-up module concerning the present invention, and an image pick-up element unit It is a figure which shows distribution of the resolution in the screen of.
- FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module shown in FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module shown in FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module shown in FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module shown in FIG.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module shown in FIG.
- It is a cross-sectional perspective view which shows the principal part of the imaging module which has the suppression part of 6th Embodiment.
- FIG. 1 It is a figure which shows the external appearance of the smart phone which is embodiment of an electronic device. It is a block diagram which shows the structure of a smart phone. It is the schematic which shows the internal structure of the imaging module provided with the conventional OIS function. It is principal part sectional drawing of a smart phone at the time of mounting an imaging module in a smart phone. It is the schematic which shows the internal structure of the imaging module provided with the conventional OIS function, and is a figure which shows the state in which the camera-shake correction movable part inclines under the influence of a magnetic field (magnetic force).
- a magnetic field magnetic force
- FIG. 1 is an external perspective view of an imaging module 100 according to the present invention.
- the imaging module 100 includes a lens unit 110 having a lens group 102 and an imaging element unit 120 having an imaging element (not shown in FIG. 1) that images a subject through the lens group 102.
- the direction along the optical axis Ax of the lens group 102 is defined as the Z direction, and the two directions orthogonal to the Z direction and orthogonal to each other are defined as the X direction and the Y direction, respectively.
- the lens unit 110 includes a casing 101 that accommodates each component described later.
- an opening 101 b is formed with the optical axis Ax of the lens group 102 as the center.
- the imaging module 100 captures subject light from the opening 101b into the lens group 102 and performs imaging.
- a part of the flexible substrate 103 accommodated in the housing 101 is exposed outside the housing 101.
- a lens unit terminal portion 114 including terminals 114A to 114F is connected to the tip of the exposed portion of the flexible substrate 103.
- the lens unit terminal portion 114 is exposed from a surface other than the top surface 101a which is a surface orthogonal to the Z direction among the surfaces constituting the housing 101.
- the lens unit terminal portion 114 includes terminals other than the terminals 114A to 114F. However, in FIG. 1, only the terminals 114A to 114F are illustrated for simplification, and the other terminals are not illustrated. is doing.
- FIG. 2 is an external perspective view of the imaging module 100 shown in FIG. 1 with the lens unit 110 omitted.
- the image sensor unit 120 includes a substrate 121 on which an image sensor 127 such as a CCD (charge coupled device) image sensor or a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor is mounted, and the substrate 121 electrically. And a flexible substrate 122 to be connected.
- an image sensor 127 such as a CCD (charge coupled device) image sensor or a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor is mounted, and the substrate 121 electrically.
- a flexible substrate 122 to be connected.
- the pixel pitch of the image sensor 127 is not particularly limited, but a pixel pitch of 1.0 ⁇ m or less is used.
- the pixel pitch refers to the smallest distance among the distances between the centers of the photoelectric conversion regions included in the pixels included in the image sensor 127.
- the pixel pitch of the image sensor has become narrower, but when the pixel pitch becomes narrower, the area per pixel becomes smaller. As a result, the radius of the allowable circle of confusion is reduced and the depth of focus is reduced. Furthermore, since it is necessary to increase the amount of light collected per pixel, the F number of the lens tends to decrease.
- a cylindrical base member 125 having an opening corresponding to the image sensor 127 is disposed on the substrate 121, and the image sensor 127 is disposed inside the base member 125.
- a cover glass (not shown) is fitted in the hollow portion of the base member 125 above the image sensor 127.
- an image sensor unit terminal portion 124 including terminals 124A to 124F for electrical connection with the lens unit 110 is provided on the surface of the substrate 121 outside the base member 125.
- an image sensor unit terminal portion 124 including terminals 124A to 124F for electrical connection with the lens unit 110 is provided on the surface of the substrate 121 outside the base member 125.
- the lens unit terminal unit 114 only a part of the image sensor unit terminal unit 124 is illustrated.
- the substrate 121 is provided with an image sensor wiring connected to a data output terminal, a drive terminal, and the like of the image sensor 127.
- the imaging element wiring is connected to the external connection terminal portion 123 provided at the end portion of the flexible substrate 122 via the wiring provided in the flexible substrate 122.
- the external connection terminal portion 123 functions as an electrical connection portion that is electrically connected to the image sensor 127.
- the substrate 121 is provided with lens unit wirings connected to the respective terminals included in the image sensor unit terminal portion 124.
- the lens unit wiring is connected to the external connection terminal portion 123 provided at the end of the flexible substrate 122 via the wiring provided on the flexible substrate 122.
- each terminal of the lens unit terminal unit 114 is electrically connected to each terminal of the image sensor unit terminal unit 124 corresponding thereto.
- the terminal 114A and the terminal 124A are electrically connected, the terminal 114B and the terminal 124B are electrically connected, the terminal 114C and the terminal 124C are electrically connected, and the terminal 114D and the terminal 124D are connected.
- the terminals 114E and 124E are electrically connected, and the terminals 114F and 124F are electrically connected.
- FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the imaging module 100 shown in FIG.
- the image sensor 127 is mounted on the substrate 121 and is sealed with a base member 125 provided on the substrate 121 and a cover glass 126 fitted into the base member 125.
- the lens unit 110 includes a lens group 102 including a plurality of (five lenses in the example of FIG. 3) lenses disposed above the cover glass 126, a cylindrical lens barrel 105 that supports the lens group 102, and camera shake correction.
- An OIS mechanism 150 that moves the correction movable unit 130 in a direction orthogonal to the optical axis and a focus adjustment mechanism 160 that moves the lens barrel 105 in the optical axis direction are provided.
- the elastic support unit 140 includes a plate spring 142 extending to the side of the image stabilization movable unit 130, four suspension wires 144 having one end fixed to the plate spring 142 and the other end fixed to the base member 125 side. It is composed of
- the OIS mechanism 150 is a voice coil motor including an OIS driving coil 152 fixed on the base member 125 side (fixed side) and an OIS driving magnet 154 fixed on the camera shake correction movable unit 130 side (movable side). It is configured.
- FIG. 3 shows a pair of OIS driving coils 152 and an OIS driving magnet 154 in the X direction (left and right direction in FIG. 15) of a three-axis orthogonal coordinate system in which the optical axis direction of the lens group 102 is the Z axis.
- a pair of OIS driving coils and an OIS driving magnet are also provided in the Y direction (the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 15).
- Camera shake correction can be performed by driving the OIS drive coils in the X and Y directions and moving the camera shake correction movable unit 130 in a direction orthogonal to the optical axis (moving in the XY plane).
- the focus adjustment mechanism 160 includes a voice coil motor including an autofocus (AF) coil 162 disposed inside the camera shake correction movable unit 130 and an AF magnet 164 disposed around the lens barrel 105.
- AF autofocus
- Focus adjustment can be performed by driving the voice coil motor and moving the lens barrel 105 in the optical axis direction (Z direction).
- the OIS mechanism 150 and the focus adjustment mechanism 160 include Hall elements (not shown) as position detection elements that detect the positions of the lens group 102 (lens barrel 105) in the XYZ axis directions.
- the suppression unit 170 of the first embodiment mechanically suppresses the tilt of the camera shake correction movable unit 130, and includes an overhanging part 172 provided on the camera shake correction movable unit 130 side (movable side), and the housing 101 side. It is comprised from the guide part 174 provided in (fixed side).
- the overhang portion 172 projects in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable portion 130 and preferably has a plane orthogonal to the optical axis direction of the lens group 102.
- the guide portion 174 is disposed at a position facing the overhang portion 172.
- the guide portion 174 is provided.
- the imaging module 100 is mounted on an electronic device such as a smartphone and receives a magnetic field (magnetic force) that tilts the camera shake correction movable unit 130 from a magnetic field generation unit (for example, a speaker) in the electronic device.
- a magnetic field magnetic force
- the overhanging portion 172 that protrudes in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable portion 130 contacts the guide portion 174. Thereby, it is possible to suppress the camera shake correction movable unit 130 from tilting beyond the allowable range.
- FIG. 4 is a plan view of the lens unit 110.
- the restraining portion 170 (the overhang portion 172 and the guide portion 174) is provided at three locations.
- the tilt in all directions of the camera shake correction movable portion 130 (slope around two axes perpendicular to the optical axis) can be restrained.
- the amount of overlap between the overhang portion 172 and the guide portion 174 when viewed from the optical axis direction is larger than the maximum movement amount of the camera shake correction movable portion 130.
- At least one of the contact surfaces (surfaces facing each other) between the overhang portion 172 and the guide portion 174 is provided with a low friction coating.
- a low friction coating agent known materials such as a fluororesin, an acetal resin, diamond-like carbon (DLC), and molybdenum can be applied.
- FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the lens group of the conventional imaging module and the imaging element unit, and the distribution of the resolution within the screen of the imaging element
- FIG. It is a figure which shows the relationship between the lens group of the imaging module 100 which concerns on invention, and an image pick-up element unit, and distribution of the resolution in the screen of an image pick-up element.
- the conventional imaging module is not provided with a suppression unit that suppresses the tilt of the camera shake correction movable unit, so that the lens group 102 and the imaging device 127 face each other with high accuracy. Even if the lens unit and the imaging element unit are adjusted and bonded together, the camera shake correction movable part (lens group 102) is tilted by the magnetic field of the magnetic field generating part of the electronic device on which the imaging module is mounted. As a result, the resolution in the screen of the image captured by the image sensor 127 becomes non-uniform.
- the resolution in the screen is represented by light and dark, and the brighter the region, the higher the resolution.
- the imaging module 100 is provided with the suppression unit 170 that suppresses the tilt of the camera shake correction movable unit 130, and thus the lens group 102, the imaging element 127, and the like.
- the lens unit and the image sensor unit are adjusted so that they face each other with high accuracy, and both are bonded and fixed, even if the magnetic field (magnetic force) of the magnetic field generation unit of the electronic device on which the imaging module 100 is mounted is received, the camera shake correction movable unit The inclination of 130 (lens group 102) is suppressed. As a result, the resolution within the screen of the image captured by the image sensor 127 can be maintained uniform.
- FIG. 6 is a block diagram showing an electrical connection configuration of the OIS mechanism 150 and the focus adjustment mechanism 160 shown in FIG.
- the OIS mechanism 150 includes a voice coil motor 150A (the OIS driving coil 152 and the OIS driving magnet 154 shown in FIG. 3) for moving the camera shake correction movable unit 130 in the X direction, and a camera shake.
- An X-direction hall element 150B for detecting the X-direction position of the correction movable portion 130, a voice coil motor 150C for moving the shake correction movable portion 130 in the Y direction, and a Y-direction position of the shake correction movable portion 130 are detected.
- Y direction hall element 150D for this purpose.
- the focus adjustment mechanism 160 also has a voice coil motor 160E (AF coil shown in FIG. 3) for moving the lens group 102 (lens barrel 105) in the optical axis direction (Z direction) with respect to the camera shake correction movable unit 130. 162, an AF magnet 164), and a Z-direction hall element 160F for detecting the position of the lens barrel 105 in the Z-axis direction.
- a voice coil motor 160E AF coil shown in FIG. 3
- AF coil shown in FIG. 3
- Z direction the optical axis direction
- Z-direction hall element 160F for detecting the position of the lens barrel 105 in the Z-axis direction.
- the X direction VCM 150A has two terminals, and each of the two terminals is electrically connected to the terminal 114A and the terminal 114B via wiring formed on the flexible substrate 103.
- the X-direction hall element 150B has four terminals, and each of the four terminals is electrically connected to the terminal 114a, the terminal 114b, the terminal 114c, and the terminal 114d through wiring formed on the flexible substrate 103. ing.
- the Y-direction VCM 150C has two terminals, and each of the two terminals is electrically connected to the terminal 114C and the terminal 114D via wiring formed on the flexible substrate 103.
- the Y-direction hall element 150D has four terminals, and each of the four terminals is electrically connected to the terminal 114e, the terminal 114f, the terminal 114g, and the terminal 114h through wiring formed on the flexible substrate 103. ing.
- the Z-direction VCM 160E has two terminals, and each of the two terminals is electrically connected to the terminal 114E and the terminal 114F via wiring formed on the flexible substrate 103.
- the Z-direction hall element 160F has four terminals, and each of the four terminals is electrically connected to the terminal 114i, the terminal 114j, the terminal 114k, and the terminal 114l through wiring formed on the flexible substrate 103. ing.
- each terminal of the lens unit terminal portion 114 functions as an electrical connection portion that is electrically connected to the OIS mechanism 150 and the focus adjustment mechanism 60 of the lens unit 110.
- the number of terminals required for the OIS mechanism 150, the focus adjustment mechanism 160, and each Hall element is an example, and is not limited to the above.
- the lens unit 110 and the imaging element unit 120 are separately manufactured.
- the camera shake correction movable unit 130 is movable in the direction perpendicular to the optical axis of the lens group 102 by the elastic support unit 140, and can be tilted around an axis perpendicular to the optical axis.
- the shake correction movable portion 130 is mechanically suppressed by the suppression portion 170 including the overhang portion 172 and the guide portion 174 so that the shake correction movable portion 130 does not tilt.
- an adjustment process for aligning the lens unit 110 and the image sensor unit 120 is performed so that the imaging surface of the subject imaged by the lens group 102 faces the image sensor surface of the image sensor 127.
- the unit 110 and the image sensor unit 120 are bonded and fixed.
- FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line AA of the imaging module 100 shown in FIG. 1, and is a diagram showing a second embodiment of the suppression unit that suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130 in particular.
- the same reference numerals are given to portions common to FIG. 3, and detailed description thereof is omitted.
- the suppression unit 170A of the second embodiment mechanically suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130, and includes an overhanging part 172 provided on the camera shake correction movable unit 130 side (movable side) and the housing 101 side. It is composed of guide portions 174A and 174B provided on the (fixed side).
- the overhang portion 172 projects in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable portion 130 and preferably has a plane orthogonal to the optical axis direction of the lens group 102.
- the guide portions 174A and 174B are provided on both the subject side and the image sensor 127 side of the overhang portion 172.
- the interval between the guide portions 174A and 174B is slightly wider than the thickness of the overhang portion 172, and has an interval in contact with the overhang portion 172 when the camera shake correction movable portion 130 is tilted beyond its allowable range.
- the imaging module 100 when the imaging module 100 is mounted on an electronic device such as a smartphone and receives a magnetic field that tilts the camera shake correction movable unit 130 from a magnetic field generation unit in the electronic device, and the camera shake correction movable unit 130 tilts beyond an allowable range.
- the overhanging portion 172 that protrudes in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable portion 130 contacts the guide portions 174A and 174B. Thereby, it is possible to suppress the camera shake correction movable unit 130 from tilting beyond the allowable range.
- the overlapping amount of the overhanging portion 172 and the guide portions 174A and 174B viewed from the optical axis direction is It is preferable that the amount of movement of the camera shake correction movable unit 130 is larger than the maximum movement amount. Thereby, during the camera shake correction operation, the overhang portion 172 on the side of the camera shake correction movable portion 130 can be prevented from falling off from the guide portions 174A and 174B.
- At least one of the contact surfaces (surfaces facing each other) between the overhang portion 172 and the guide portions 174A and 174B is provided with a low friction coating.
- the suppression unit 170 of the first embodiment is provided at three places as shown in FIG. 4, but the suppression unit 170A of the second embodiment is overhanged with the overhang portion 172 sandwiched between the guide portions 174A and 174B.
- the suppression unit 170A of the second embodiment is overhanged with the overhang portion 172 sandwiched between the guide portions 174A and 174B.
- at least one place may be provided. Thereby, the number of installation of the suppression part 170A can be reduced compared with 1st Embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA of the imaging module 100 shown in FIG. 1, and is a diagram showing a third embodiment of a suppressing unit that suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130 in particular.
- the same reference numerals are given to portions common to FIG. 3, and detailed description thereof is omitted.
- the suppression unit 170B of the third embodiment mechanically suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130, and includes overhang portions 172A and 172B provided on the camera shake correction movable unit 130 side (movable side), and a housing.
- the guide portion 174 is provided on the 101 side (fixed side).
- the suppression unit 170B of the third embodiment is provided with overhang portions 172A and 172B on both the subject side and the image sensor 127 side of the guide portion 174.
- the interval between the overhang portions 172A and 172B is slightly wider than the thickness of the guide portion 174, and has an interval that contacts the guide portion 174 when the camera shake correction movable portion 130 is tilted beyond its allowable range.
- the imaging module 100 when the imaging module 100 is mounted on an electronic device such as a smartphone and receives a magnetic field that tilts the camera shake correction movable unit 130 from a magnetic field generation unit in the electronic device, and the camera shake correction movable unit 130 tilts beyond an allowable range.
- the overhang portions 172A and 172B that protrude in the outer peripheral direction of the camera shake correction movable portion 130 come into contact with the guide portion 174. Thereby, it is possible to suppress the camera shake correction movable unit 130 from tilting beyond the allowable range.
- the amount of overlap between the overhanging portions 172A and 172B and the guide portion 174 when viewed from the optical axis direction is larger than the maximum movement amount of the camera shake correction movable portion 130.
- At least one of the contact surfaces (surfaces facing each other) between the overhang portions 172A and 172B and the guide portion 174 is provided with a low friction coating.
- the suppression unit 170B suppresses the inclination of the overhang portions 172A and 172B (that is, the inclination of the camera shake correction movable portion 130) by the overhang portions 172A and 172B sandwiching the guide portion 174.
- One place may be provided. Thereby, the number of installation of the suppression part 170B can be reduced compared with 1st Embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line AA of the imaging module 100 shown in FIG. 1, and is a diagram showing a fourth embodiment of the suppression unit that suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130 in particular.
- parts that are the same as those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
- the suppressing unit 170C of the fourth embodiment mechanically suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130, and is provided on the housing 101 side and the overhanging part 172 provided on the camera shake correction movable unit 130 side.
- the guide unit 174 includes a guide unit 175 erected on the base member 112 of the lens unit 110.
- 170 C of 4th Embodiment has the guide parts 174 and 175 instead of the guide parts 174A and 174B of 2nd Embodiment compared with 170 A of suppression parts of 2nd Embodiment shown in FIG. Is different.
- the guide portion 174 and the guide portion 175 are fixed to the casing 101 and the base member 112 which are separate members, so that when the casing 101 is finally attached,
- the overhanging portion 172 can be sandwiched between the guide portion 174 and the guide portion 175, and the assemblability is good.
- FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of the imaging module 100 shown in FIG. 1, and is a diagram showing a fifth embodiment of the suppression unit that suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130 in particular.
- the same reference numerals are given to portions common to FIG. 3, and detailed description thereof is omitted.
- the suppression unit 170D of the fifth embodiment mechanically suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130, and is provided on the housing 101 side with the overhanging part 172C provided on the camera shake correction movable unit 130 side. It is comprised from the guide part 174C.
- the suppression unit 170D of the fifth embodiment is different from the suppression unit 170 of the first embodiment shown in FIG. 3 in that the overhanging portion 172C and the guide portion 174C are always in contact.
- the camera shake correction movable unit 130 is supported by the elastic support unit 140 so as to be movable in a direction perpendicular to the optical axis of the lens group 102 and tiltable about an axis perpendicular to the optical axis.
- the support part 140 abuts the overhanging part 172C and the guide part 174C with an urging force by bringing the overhanging part 172C into contact with the guide part 174C in a state where the leaf spring 142 is slightly bent. be able to.
- the urging force applied to the contact surface between the overhang portion 172C and the guide portion 174C is minimized. It is preferable. Moreover, it is preferable that at least one of the contact surfaces of the overhang portion 172C and the guide portion 174C is provided with a low friction coating.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA of the imaging module 100 shown in FIG. 1, and is a diagram showing a sixth embodiment of the suppression unit that suppresses the inclination of the camera shake correction movable unit 130 in particular.
- FIG. 12 is a cross-sectional perspective view showing the main part of the imaging module having the suppressing unit of the sixth embodiment. 11 and 12, the same reference numerals are given to portions common to FIG. 3, and detailed description thereof is omitted.
- the suppression unit 170E of the sixth embodiment mechanically suppresses the tilt of the camera shake correction movable unit 130, and is provided on the overhanging part 172 provided on the camera shake correction movable unit 130 side and the base member 112 of the lens unit. It is comprised from the guide part 175 erected.
- the overhang portion 172 can be formed by extending a part of the magnet holder that holds the OIS drive magnet 154 in a direction perpendicular to the optical axis Ax.
- a part of the base member 112 of the lens unit extends in a direction orthogonal to the optical axis Ax, and the guide portion 175 is erected on the upper surface of the extending portion.
- the overhanging portion 172 and the guide portion 175 are provided so as to face each other or contact with a slight gap.
- the imaging module 100 when the imaging module 100 is mounted on an electronic device such as a smartphone and receives a magnetic field that tilts the camera shake correction movable unit 130 from the magnetic field generation unit in the electronic device, and the camera shake correction movable unit 130 tilts, the camera shake correction movable unit 130 is tilted.
- the overhanging portion 172 projecting in the outer peripheral direction contacts the guide portion 175, and the inclination of the camera shake correction movable portion 130 is suppressed.
- the suppression part 170E (the overhang
- the guide portion 175 of the suppressing portion 170E is provided on the base member 112 of the lens unit, the accuracy of the upper surface of the guide portion 175 is easily obtained.
- Examples of electronic devices on which the imaging module 100 having the above configuration is mounted include a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, a personal digital assistant (PDA), a glasses-type information terminal, a portable game machine, a portable music player, and a camera clock.
- a smartphone will be described as an example, and will be described in detail with reference to the drawings.
- FIG. 13 shows an appearance of a smartphone 200 on which the imaging module 100 is mounted.
- a smartphone 200 illustrated in FIG. 13 includes a flat housing 202, and a display input in which a display panel 221 as a display unit and an operation panel 222 as an input unit are integrated on one surface of the housing 202. Part 220 is provided.
- the housing 202 includes a speaker 231, a microphone 232, an operation unit 240, and a camera unit 241 including the imaging module 100 described above.
- the camera unit 241 is disposed in the vicinity of the speaker 231 that is a magnetic field generation unit and on the back side facing the operation side surface on which the speaker 231 is disposed.
- casing 202 is not limited to this,
- FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the smartphone 200 shown in FIG.
- the main components of the smartphone 200 include a wireless communication unit 210, a display input unit 220, a call unit 230, an operation unit 240, a camera unit 241, a storage unit 250, and an external input / output.
- Unit 260 GPS (Global Positioning System) receiving unit 270, motion sensor unit 280, power supply unit 290, and main control unit 201.
- a wireless communication function for performing mobile wireless communication via the base station device and the mobile communication network is provided as a main function of the smartphone 200.
- the wireless communication unit 210 performs wireless communication with a base station apparatus accommodated in the mobile communication network in accordance with an instruction from the main control unit 201. Using this wireless communication, transmission and reception of various file data such as audio data and image data, e-mail data, and reception of Web data and streaming data are performed.
- the display input unit 220 displays images (still images and moving images), character information, and the like by visually controlling the display under the control of the main control unit 201 and detects user operations on the displayed information.
- This is a so-called touch panel, and includes a display panel 221 and an operation panel 222.
- the display panel 221 is preferably a 3D display panel.
- the display panel 221 uses an LCD (Liquid Crystal Display), an OELD (Organic Electro-Luminescence Display), or the like as a display device.
- LCD Liquid Crystal Display
- OELD Organic Electro-Luminescence Display
- the operation panel 222 is a device that is placed so that an image displayed on the display surface of the display panel 221 is visible and detects coordinates operated by a user's finger or stylus.
- a detection signal generated due to the operation is output to the main control unit 201.
- the main control unit 201 detects an operation position (coordinates) on the display panel 221 based on the received detection signal.
- the display panel 221 and the operation panel 222 of the smartphone 200 integrally form the display input unit 220, but the operation panel 222 is disposed so as to completely cover the display panel 221. ing.
- the operation panel 222 may have a function of detecting a user operation even in an area outside the display panel 221.
- the operation panel 222 includes a detection area (hereinafter referred to as a display area) for an overlapping portion that overlaps the display panel 221 and a detection area (hereinafter, a non-display area) for an outer edge portion that does not overlap the other display panel 221. May be included).
- the operation panel 222 may include two sensitive regions of the outer edge portion and the other inner portion. Further, the width of the outer edge portion is appropriately designed according to the size of the housing 202 and the like. Furthermore, examples of the position detection method employed in the operation panel 222 include a matrix switch method, a resistive film method, a surface acoustic wave method, an infrared method, an electromagnetic induction method, and a capacitance method. You can also
- the call unit 230 includes a speaker 231 and a microphone 232, converts the user's voice input through the microphone 232 into voice data that can be processed by the main control unit 201, and outputs the voice data to the main control unit 201.
- the audio data received by 210 or the external input / output unit 260 is decoded and output from the speaker 231. Further, as shown in FIG. 13, for example, the speaker 231 and the microphone 232 can be mounted on the same surface as the surface on which the display input unit 220 is provided.
- the operation unit 240 is a hardware key using a key switch or the like, and receives an instruction from the user.
- the operation unit 240 is mounted on the lower and lower side of the display unit of the housing 202 of the smartphone 200 and is turned on when pressed with a finger or the like, and is turned off when the finger is released with a restoring force such as a spring. It is a button type switch.
- the storage unit 250 stores the control program and control data of the main control unit 201, address data that associates the name and telephone number of the communication partner, transmitted / received e-mail data, Web data downloaded by Web browsing, and downloaded content Data is stored, and streaming data and the like are temporarily stored.
- the storage unit 250 includes an internal storage unit 251 built in the smartphone and an external storage unit 252 having a removable external memory slot.
- Each of the internal storage unit 251 and the external storage unit 252 constituting the storage unit 250 includes a flash memory type (flash memory type), a hard disk type (hard disk type), a multimedia card micro type (multimedia card micro type), It is realized using a storage medium such as a card type memory (for example, Micro SD (registered trademark) memory), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), or the like.
- flash memory type flash memory type
- hard disk type hard disk type
- multimedia card micro type multimedia card micro type
- a storage medium such as a card type memory (for example, Micro SD (registered trademark) memory), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), or the like.
- the external input / output unit 260 serves as an interface with all external devices connected to the smartphone 200, and communicates with other external devices (for example, universal serial bus (USB), IEEE1394, etc.) or a network.
- external devices for example, universal serial bus (USB), IEEE1394, etc.
- a network for example, Internet, wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (IrDA) (registered trademark), UWB (Ultra Wideband) (registered trademark), ZigBee ( ZigBee) (registered trademark, etc.) for direct or indirect connection.
- Examples of external devices connected to the smartphone 200 include a memory card connected via a wired / wireless headset, wired / wireless external charger, wired / wireless data port, card socket, and SIM (Subscriber).
- Identity Module Card / UIM User Identity Module Card
- external audio / video equipment connected via audio / video I / O (Input / Output) terminal
- external audio / video equipment connected wirelessly, yes / no
- the external input / output unit may transmit data received from such an external device to each internal component of the smartphone 200, or may allow the internal data of the smartphone 200 to be transmitted to the external device. it can.
- the GPS receiving unit 270 receives GPS signals transmitted from the GPS satellites ST1 to STn in accordance with instructions from the main control unit 201, executes positioning calculation processing based on the received plurality of GPS signals, and calculates the latitude of the smartphone 200, A position consisting of longitude and altitude is detected.
- the GPS receiving unit 270 can acquire position information from the wireless communication unit 210 or the external input / output unit 260 (for example, a wireless LAN), the GPS receiving unit 270 can also detect the position using the position information.
- the motion sensor unit 280 includes, for example, a three-axis acceleration sensor, and detects the physical movement of the smartphone 200 in accordance with an instruction from the main control unit 201. By detecting the physical movement of the smartphone 200, the moving direction and acceleration of the smartphone 200 are detected. This detection result is output to the main control unit 201.
- the power supply unit 290 supplies power stored in a battery (not shown) to each unit of the smartphone 200 in accordance with an instruction from the main control unit 201.
- the main control unit 201 includes a microprocessor, operates according to a control program and control data stored in the storage unit 250, and controls each unit of the smartphone 200 in an integrated manner.
- the main control unit 201 includes a mobile communication control function for controlling each unit of the communication system and an application processing function in order to perform voice communication and data communication through the wireless communication unit 210.
- the application processing function is realized by the main control unit 201 operating in accordance with application software stored in the storage unit 250.
- Application processing functions include, for example, an infrared communication function that controls the external input / output unit 260 to perform data communication with the opposite device, an e-mail function that transmits and receives e-mails, and a web browsing function that browses web pages. .
- the main control unit 201 also has an image processing function such as displaying video on the display input unit 220 based on image data (still image or moving image data) such as received data or downloaded streaming data.
- the image processing function refers to a function in which the main control unit 201 decodes the image data, performs image processing on the decoding result, and displays an image on the display input unit 220.
- the main control unit 201 executes display control for the display panel 221 and operation detection control for detecting a user operation through the operation unit 240 and the operation panel 222.
- the main control unit 201 displays an icon for starting application software, a software key such as a scroll bar, or a window for creating an e-mail.
- a software key such as a scroll bar
- the scroll bar refers to a software key for accepting an instruction to move a display portion of an image such as a large image that cannot fit in the display area of the display panel 221.
- the main control unit 201 detects a user operation through the operation unit 240 or accepts an operation on the icon or an input of a character string in the input field of the window through the operation panel 222. Or a display image scroll request through a scroll bar.
- the main control unit 201 causes the operation position with respect to the operation panel 222 to overlap with the display panel 221 (display area) or other outer edge part (non-display area) that does not overlap with the display panel 221.
- a touch panel control function for controlling the sensitive area of the operation panel 222 and the display position of the software key.
- the main control unit 201 can also detect a gesture operation on the operation panel 222 and execute a preset function in accordance with the detected gesture operation.
- Gesture operation is not a conventional simple touch operation, but an operation that draws a trajectory with a finger or the like, designates a plurality of positions at the same time, or combines these to draw a trajectory for at least one of a plurality of positions. means.
- the camera unit 241 is a digital camera that performs electronic photography using an image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge-Coupled Device).
- CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
- CCD Charge-Coupled Device
- the camera unit 241 converts image data obtained by shooting into compressed image data such as JPEG (Joint Photographic coding Experts Group) under the control of the main control unit 201, and records the data in the storage unit 250.
- the data can be output through the external input / output unit 260 and the wireless communication unit 210.
- the camera unit 241 is mounted on the back surface facing the display input unit 220, but the mounting position of the camera unit 241 is not limited to this, and is on the same surface as the display input unit 220. It may be mounted, or a plurality of camera units 241 may be mounted. In the case where a plurality of camera units 241 are mounted, the camera unit 241 used for shooting can be switched for shooting alone, or a plurality of camera units 241 can be used for shooting simultaneously.
- the camera unit 241 can be used for various functions of the smartphone 200.
- an image acquired by the camera unit 241 can be displayed on the display panel 221, or the image of the camera unit 241 can be used as one of operation inputs of the operation panel 222.
- the GPS receiving unit 270 detects the position, the position can also be detected with reference to an image from the camera unit 241.
- the optical axis direction of the camera unit 241 of the smartphone 200 is determined without using the triaxial acceleration sensor or in combination with the triaxial acceleration sensor. It is also possible to determine the current usage environment.
- the image from the camera unit 241 can be used in the application software.
- an OIS driving coil is disposed on the base member side (fixed side), and an OIS driving magnet is disposed on the camera shake correction movable portion side (movable side).
- an OIS driving magnet may be provided on the base member side, and an OIS driving coil may be provided on the camera shake correction movable part side.
- the lens group is not limited to one composed of five lenses, and various lenses can be applied.
- DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Imaging module, 101 ... Housing, 102 ... Lens group, 103, 122 ... Flexible substrate, 114 ... Lens unit terminal part, 105 ... Lens barrel, 110 ... Lens unit, 112, 125 ... Base member, 120 ... Imaging element Unit: 121 ... Substrate, 126 ... Cover glass, 127 ... Image sensor, 130 ... Image stabilization movable part, 140 ... Elastic support part, 142 ... Leaf spring, 144 ... Suspension wire, 150 ... OIS mechanism, 150A, 150C, 160E ... Voice coil motor, 152 ... OIS drive coil, 154 ... OIS drive magnet, 160 ... Focus adjustment mechanism, 162 ...
- AF coil 164 ... AF magnet, 170, 170A, 170B, 170C, 170D, 170E ... Suppressor , 172, 172A, 172B, 17 C ... overhanging portion, 174,174A, 174B, 174C, 175 ... guide portion, 200 ... smartphone
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Abstract
本発明は、撮像モジュールを電子機器内の磁界発生部の近傍に配置しても、手振れ補正可動部が傾かないようにすることができる撮像モジュール及び電子機器を提供する。本発明の好ましい態様に係る撮像モジュール(100)は、レンズ群(102)および磁性体部材を有する手振れ補正可動部(130)と、レンズ群(102)を通して被写体を撮像する撮像素子(127)と、手振れ補正可動部(130)をレンズ群(102)の光軸に対して垂直方向に移動自在でかつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持する弾性支持部(140)と、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制する抑制部(170)とを備え、抑制部(170)は、手振れ補正可動部(130)に設けられ、手振れ補正可動部(130)の外周方向に張り出した張出部(172)と、張出部(172)と光軸方向から見て重なるガイド部(174)であって、張出部(172)に当接することにより手振れ補正可動部(130)の傾きを抑制するガイド部(174)とを有している。
Description
本発明は撮像モジュール及び電子機器に係り、特にスマートフォン、携帯電話機、タブレット端末等の電子機器に搭載される光学式手振れ補正(OIS:Optical Image Stabilizer))機能を備えた撮像モジュール及び電子機器に関する。
図15は、従来のOIS機能を備えた撮像モジュール1の内部構成を示す概略図である。
この撮像モジュール1は、主としてレンズ群10を支持する筒状のレンズバレル12と、レンズバレル12を収容するとともに、マグネット54等の磁性体部材を有する手振れ補正可動部20と、撮像素子30と、手振れ補正可動部20をレンズ群10の光軸に対して垂直方向に移動自在でかつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持する弾性支持部40と、手振れ補正可動部20を光軸と直交する方向に移動(XY平面内で移動)させるOIS機構50と、レンズバレル12を光軸方向(Z方向)に移動させる焦点調節機構60とを備えている。
弾性支持部40は、手振れ補正可動部20の側方に延出する板バネ42と、一端が板バネ42に固定され、他端が撮像素子30側に固定された4本のサスペンションワイヤ44とから構成されている。
OIS機構50は、撮像素子30が配設された基板32側(固定側)に固定されたOIS駆動用コイル52と、手振れ補正可動部20側(可動側)に固定された、磁性体部材であるOIS駆動用マグネット54とからなるボイスコイルモータにより構成されている。なお、図15には、X方向(図15上の左右方向)の一対のOIS駆動用コイル52とOIS駆動用マグネット54とが図示されているが、Y方向(図15の紙面に直交する方向)にも一対のOIS駆動用コイルとOIS駆動用マグネットとが設けられている。X方向及びY方向のOIS駆動用コイルを駆動し、手振れ補正可動部20を光軸と直交する方向に移動(XY平面内で移動)させることにより手振れ補正を行うことができる。
焦点調節機構60は、手振れ補正可動部20の内側に配設されたオートフォーカス(AF)用コイル62と、レンズバレル12の周囲に配設されたAF用マグネット64とからなるボイスコイルモータにより構成されている。ボイスコイルモータを駆動し、レンズバレル12を光軸方向(Z方向)に移動させることにより焦点調節を行うことができる。
ところで、手振れ補正可動部20は、撮像素子30に対してできる限り正対するように(レンズ群10の光軸が撮像素子30の受光面に直交するように)配置されるが、上記構成の弾性支持部40及びOIS機構50を備えた撮像モジュール1は、撮像モジュール1が搭載される電子機器から発生する磁界の影響を受ける。
図16は、スマートフォン2に撮像モジュール1を搭載した場合のスマートフォン2の要部断面図である。同図に示すように、撮像モジュール1の近傍には、スピーカ3が配置されており、撮像モジュール1は、スピーカ3から発生する磁界(磁力)の影響を受け、図17に示すように手振れ補正可動部20が傾き、撮像素子30に対して正対しなくなるという問題がある。
特許文献1には、手振れ補正装置をシールドカバーで覆う記載があり、特に特許文献1に記載の発明は、カメラカバーを非磁性体ではなく、磁性体で構成することを特徴としている。このように、カメラカバーを磁性体で構成することにより、非磁性のカメラカバーよりもOIS方向の振動系の一次共振周波数を低くし、低域のサーボゲインをアップし、手振れに対する抑圧効果を高くできるようにしている。
また、特許文献2には、磁界発生部であるスピーカの磁力が100ガウスであった場合には、カメラモジュールをスピーカから10mm以上離すと、カメラモジュールの確実な動作が保証されることが記載されている。
特許文献1には、カメラモジュールの近くに磁性体が存在すると、可動部が磁性体の影響を受けて変位するため、カメラモジュールをシールドカバーで覆う記載があるものの、シールド効果は、シールドに使用する物質、厚さ等に依存し、また、静磁場に対するシールド効果は低い。
また、特許文献2に記載の発明のように、撮像モジュールを電子機器内の磁界発生部から距離を離して配置することが一般的に行われているが、電子機器のデザイン、スペース等の関係で撮像モジュールを電子機器内の磁界発生部の近傍に配置しなければならない場合があり、この場合には、磁界の影響を受け、手振れ補正可動部が傾くという問題が発生する。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮像モジュールを電子機器内の磁界発生部の近傍に配置しても、手振れ補正可動部が傾かないようにすることができ、これにより撮像される画像面内の解像度の均一性を図ることができる撮像モジュール及び電子機器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の一の態様に係る撮像モジュールは、レンズ群および磁性体部材を有する手振れ補正可動部と、レンズ群を通して被写体を撮像する撮像素子と、手振れ補正可動部をレンズ群の光軸に対して垂直方向に移動自在でかつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持する弾性支持部と、手振れ補正可動部の傾きを機械的に抑制する抑制部と、を備え、抑制部は、手振れ補正可動部に設けられ、手振れ補正可動部の外周方向に張り出した張出部と、張出部と光軸方向から見て重なるガイド部であって、張出部に接触することにより手振れ補正可動部の傾きを抑制するガイド部と、を有している。
本発明の一の態様によれば、撮像モジュールを電子機器に搭載する際に、磁性体部材を有する手振れ補正可動部が、電子機器の磁界発生部からの磁界(手振れ補正可動部を傾ける磁力)を受けても、手振れ補正可動部の外周方向に張り出した張出部が、ガイド部に接触するため、手振れ補正可動部の傾きを抑制することができる。これにより、撮像される画像面内の解像度の均一性を図ることができる。
本発明の他の態様に係る撮像モジュールにおいて、張出部とガイド部との光軸方向から見た重なり量は、手振れ補正可動部が最大移動量だけ移動した際にも重なる大きさを有することが好ましい。これにより、手振れ補正動作時に常に傾きを抑制することができ、かつ手振れ補正可動部の張出部が、ガイド部から脱落しないようにすることができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、張出部とガイド部とは、3箇所以上設けられていることが好ましい。張出部とガイド部とを3箇所以上設けることにより、手振れ補正可動部の全方向の傾き(光軸に対して垂直な2軸の周りの傾き)を抑制することができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、ガイド部が、張出部の被写体側および撮像素子側の両方に設けられることが好ましい。これにより、張出部をガイド部により挟んで張出部の傾き(即ち、手振れ補正可動部の傾き)を抑制することができ、張出部とガイド部との設置数を減らすことができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、張出部が、ガイド部の被写体側および撮像素子側の両方に設けられることが好ましい。これにより、ガイド部を張出部により挟んで張出部の傾き(即ち、手振れ補正可動部の傾き)を抑制することができ、張出部とガイド部との設置数を減らすことができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、張出部とガイド部とは、手振れ補正可動部が駆動している状態の時には常時接触していることが好ましい。これにより、手振れ補正可動部の傾きをゼロにすることができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、張出部とガイド部とが接触する接触面の少なくとも一方の面は、低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。張出部とガイド部とが接触して摺動するときに手振れ補正の駆動に必要な電力を減らすことができる。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、手振れ補正可動部は、レンズ群を光軸方向に駆動するボイスコイルモータを有する。これにより、レンズ群を光軸方向に移動させ、焦点調節を行うことができる。なお、手振れ補正可動部が駆動している状態とは、このボイスコイルモータに電流が通電されている状態を言い、その状態であれば、磁石とコイルの位置関係が変化しない状態も含む。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、弾性支持部は、手振れ補正可動部の側方に延出する板バネと、一端が板バネに固定され、他端が撮像素子側に固定された3本以上のサスペンションワイヤとから構成されることが好ましい。
本発明の更に他の態様に係る撮像モジュールにおいて、撮像素子の画素ピッチは、1μm以下であることが好ましい。撮像素子の画素ピッチが狭くなると、許容錯乱円の半径が小さくなり、焦点深度が浅くなる。従って、画素ピッチが1μm以下になると、レンズ群を撮像素子に対して高い精度で正対させる必要がある。
本発明の更に他の態様に係る電子機器は、上記の撮像モジュールが搭載されたものである。
本発明の更に他の態様に係る電子機器において、手振れ補正可動部を傾ける磁界を発生する磁界発生部を有する。
本発明によれば、撮像モジュールを電子機器内の磁界発生部の近傍に配置し、磁界発生部から手振れ補正可動部を傾ける磁界(磁力)を受けても、手振れ補正可動部の外周方向に張り出した張出部がガイド部に当接するようにしてため、手振れ補正可動部の傾きを抑制することができ、これにより撮像される画像面内の解像度の均一性を図ることができる。
以下、添付図面に従って本発明に係る撮像モジュール及び電子機器の実施の形態について説明する。
<撮像モジュールの外観>
図1は、本発明に係る撮像モジュール100の外観斜視図である。
図1は、本発明に係る撮像モジュール100の外観斜視図である。
撮像モジュール100は、レンズ群102を有するレンズユニット110と、レンズ群102を通して被写体を撮像する撮像素子(図1では不図示)を有する撮像素子ユニット120と、を備える。
図1では、レンズ群102の光軸Axに沿う方向をZ方向とし、Z方向に直交する2方向であって互いに直交する2つの方向をそれぞれX方向、Y方向としている。
レンズユニット110は、後述する各構成部材を内部に収容する筐体101を備える。
筐体101の天面101aには、レンズ群102の光軸Axを中心とする開口101bが形成されている。撮像モジュール100は、被写体光をこの開口101bからレンズ群102に取り込んで撮像を行う。
また、筐体101の天面101aには、撮像モジュール100の製造時にレンズユニット110を製造装置に保持するための位置決め用の凹部95A,95B,95Cが形成されている。天面101aの対角線上に配置される凹部95A,95Cの底面には、凹部95A,95Cよりも小さい凹部95A1,95C1が形成されている。
筐体101の外部には、筐体101に収容されるフレキシブル基板103の一部が露出している。このフレキシブル基板103の露出部分の先端には、端子114A~114Fを含むレンズユニット端子部114が接続されている。レンズユニット端子部114は、筐体101を構成する面のうち、Z方向に直交する面である天面101a以外の面から露出している。
なお、レンズユニット端子部114は、後述するように、端子114A~114F以外の端子も含むが、図1では、簡略化のために端子114A~114Fのみを図示し、その他の端子の図示を省略している。
図2は、図1に示す撮像モジュール100においてレンズユニット110を省略した状態の外観斜視図である。
図2に示すように、撮像素子ユニット120は、CCD(charge coupled device)イメージセンサ又はCMOS(complementary metal oxide semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子127が実装される基板121と、基板121と電気的に接続されるフレキシブル基板122と、を備える。
撮像素子127の画素ピッチは特に限定されないが、1.0μm以下のものが用いられる。ここで、画素ピッチとは、撮像素子127が有する画素に含まれる光電変換領域の中心間距離のうち、最も小さい距離のことをいう。
近年、画素数の増加に伴い、撮像素子の画素ピッチは狭くなっているが、画素ピッチが狭くなると、1画素あたりの面積が小さくなる。これにより、許容錯乱円の半径が小さくなり、焦点深度が浅くなる。さらに、1画素あたりの集光量を多くする必要があるため、レンズのFナンバーも小さくなる傾向にある。
これらのことから、近年の撮像モジュールは、非常に焦点深度が浅く、レンズユニットと撮像素子ユニットの位置合わせ精度は高いものが要求されている。画素ピッチが1μm以下になると、特に高い位置合わせ精度が要求される。
基板121上には、撮像素子127に対応する開口を有する筒状のベース部材125が配設され、ベース部材125内部に撮像素子127が配置されている。ベース部材125の中空部には撮像素子127上方において図示省略のカバーガラスが嵌め込まれる。
ベース部材125の外側における基板121表面には、レンズユニット110との電気的接続をとるための端子124A~124Fを含む撮像素子ユニット端子部124が設けられている。この撮像素子ユニット端子部124も、レンズユニット端子部114と同様に、一部の端子のみ図示している。
基板121には、撮像素子127のデータ出力用端子及び駆動用端子等と接続される撮像素子用配線が設けられている。撮像素子用配線は、フレキシブル基板122に設けられた配線を経由して、フレキシブル基板122端部に設けられた外部接続用端子部123に接続されている。外部接続用端子部123は、撮像素子127と電気的に接続された電気接続部として機能する。
また、基板121には、撮像素子ユニット端子部124に含まれる各端子と接続されるレンズユニット用配線が設けられている。レンズユニット用配線は、フレキシブル基板122に設けられた配線を経由して、フレキシブル基板122端部に設けられた外部接続用端子部123に接続されている。
レンズユニット110と撮像素子ユニット120を固定した状態では、レンズユニット端子部114の各端子と、これに対応する撮像素子ユニット端子部124の各端子とが電気的に接続される。
図1では、端子114Aと端子124Aとが電気的に接続され、端子114Bと端子124Bとが電気的に接続され、端子114Cと端子124Cとが電気的に接続され、端子114Dと端子124Dとが電気的に接続され、端子114Eと端子124Eとが電気的に接続され、端子114Fと端子124Fとが電気的に接続されている。
図3は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図である。
図3に示すように、撮像素子127は、基板121に実装されるとともに、基板121上に設けられたベース部材125及びベース部材125に嵌め込まれたカバーガラス126によって封止されている。
また、レンズユニット110は、カバーガラス126上方に配置された複数(図3の例では5枚)のレンズを含むレンズ群102と、レンズ群102を支持する筒状のレンズバレル105と、手振れ補正可動部130と、手振れ補正可動部130をレンズ群102の光軸に対して垂直方向に移動自在でかつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持する弾性支持部140と、手振れ補正可動部130を光軸と直交する方向に移動させるOIS機構150と、レンズバレル105を光軸方向に移動させる焦点調節機構160と、を備えている。
弾性支持部140は、手振れ補正可動部130の側方に延出する板バネ142と、一端が板バネ142に固定され、他端がベース部材125側に固定された4本のサスペンションワイヤ144とから構成されている。
OIS機構150は、ベース部材125側(固定側)に固定されたOIS駆動用コイル152と、手振れ補正可動部130側(可動側)に固定されたOIS駆動用マグネット154とからなるボイスコイルモータにより構成されている。
なお、図3には、レンズ群102の光軸方向をZ軸とする3軸直交座標系のX方向(図15上の左右方向)の一対のOIS駆動用コイル152とOIS駆動用マグネット154とが図示されているが、Y方向(図15の紙面に直交する方向)にも一対のOIS駆動用コイルとOIS駆動用マグネットとが設けられている。X方向及びY方向のOIS駆動用コイルを駆動し、手振れ補正可動部130を光軸と直交する方向に移動(XY平面内で移動)させることにより手振れ補正を行うことができる。
焦点調節機構160は、手振れ補正可動部130の内側に配設されたオートフォーカス(AF)用コイル162と、レンズバレル105の周囲に配設されたAF用マグネット164とからなるボイスコイルモータにより構成されている。ボイスコイルモータを駆動し、レンズバレル105を光軸方向(Z方向)に移動させることにより焦点調節を行うことができる。
また、OIS機構150および焦点調節機構160は、レンズ群102(レンズバレル105)のXYZ軸方向の位置をそれぞれ検出する位置検出素子としてのホール素子(図示省略)を備える。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第1実施形態>
第1実施形態の抑制部170は、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側(可動側)に設けられた張出部172と、筐体101側(固定側)に設けられたガイド部174とから構成されている。
第1実施形態の抑制部170は、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側(可動側)に設けられた張出部172と、筐体101側(固定側)に設けられたガイド部174とから構成されている。
張出部172は、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出しており、レンズ群102の光軸方向と直交する平面を有することが好ましい。
ガイド部174は、張出部172と対向する位置に配設されており、本例では、手振れ補正可動部130の傾きがゼロの場合、張出部172とガイド部174とは、僅かな隙間(手振れ補正可動部130の傾きを許容できる範囲に対応する隙間)が設けられるようになっている。
従って、撮像モジュール100がスマートフォン等の電子機器に搭載され、電子機器内の磁界発生部(例えば、スピーカ)から手振れ補正可動部130を傾ける磁界(磁力)を受け、手振れ補正可動部130が、許容範囲を越えて傾く場合には、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出した張出部172がガイド部174に当接する。これにより、手振れ補正可動部130が、その許容範囲を越えて傾くのを抑制することができる。
図4は、レンズユニット110の平面図である。
図4に示すように抑制部170(張出部172とガイド部174)は、3箇所設けられている。3箇所に設けられた抑制部170により、手振れ補正可動部130の全方向の傾き(光軸に対して垂直な2軸の周りの傾き)を抑制することができる。
また、張出部172とガイド部174との光軸方向から見た重なり量は、手振れ補正可動部130の最大移動量よりも大きいことが好ましい。これにより、手振れ補正動作時において、手振れ補正可動部130側の張出部172が、ガイド部174から脱落しないようにすることができる。
更に、張出部172とガイド部174との接触面(互いに対向する面)の少なくとも一方には、低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。低摩擦コーティング剤としては、フッ素樹脂、アセタール樹脂、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)、モリブデン等の既知の材料を適用することができる。張出部172とガイド部174との接触面の少なくとも一方に低摩擦コーティングを施すことにより、張出部172とガイド部174とが接触して摺動するときに手振れ補正の駆動に必要な電力を減らすことができる。
<従来の撮像モジュールと本発明に係る撮像モジュールとの比較例>
図5の(a)部分は、従来の撮像モジュールのレンズ群と撮像素子ユニットとの関係、及び撮像素子の画面内の解像度の分布を示す図であり、図5の(b)部分は、本発明に係る撮像モジュール100のレンズ群と撮像素子ユニットとの関係、及び撮像素子の画面内の解像度の分布を示す図である。
図5の(a)部分は、従来の撮像モジュールのレンズ群と撮像素子ユニットとの関係、及び撮像素子の画面内の解像度の分布を示す図であり、図5の(b)部分は、本発明に係る撮像モジュール100のレンズ群と撮像素子ユニットとの関係、及び撮像素子の画面内の解像度の分布を示す図である。
図5の(a)部分に示すように従来の撮像モジュールは、手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部が設けられていないため、レンズ群102と撮像素子127とが精度よく正対するようにレンズユニットと撮像素子ユニットとを調整し、両者を接着固定しても、撮像モジュールが搭載される電子機器の磁界発生部の磁界により手振れ補正可動部(レンズ群102)が傾く。その結果、撮像素子127により撮像される画像の画面内の解像度が不均一になる。
なお、図5において、画面内の解像度は、明暗により表されており、明るい程、解像度が高い領域を示している。
一方、図5の(b)部分に示すように本発明に係る撮像モジュール100は、手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部170が設けられているため、レンズ群102と撮像素子127とが精度よく正対するようにレンズユニットと撮像素子ユニットとを調整し、両者を接着固定すると、撮像モジュール100が搭載される電子機器の磁界発生部の磁界(磁力)を受けても手振れ補正可動部130(レンズ群102)の傾きが抑制される。その結果、撮像素子127により撮像される画像の画面内の解像度を均一に維持することができる。
<OIS機構150及び焦点調節機構160の電気的接続構成>
図6は、図3に示したOIS機構150及び焦点調節機構160の電気的接続構成を示すブロック図である。
図6は、図3に示したOIS機構150及び焦点調節機構160の電気的接続構成を示すブロック図である。
図6に示すように、OIS機構150は、手振れ補正可動部130をX方向に移動させるためのボイスコイルモータ150A(図3に示したOIS駆動用コイル152及びOIS駆動用マグネット154)と、手振れ補正可動部130のX方向位置を検出するためのX方向ホール素子150Bと、手振れ補正可動部130をY方向に移動させるためのボイスコイルモータ150Cと、手振れ補正可動部130のY方向位置を検出するためのY方向ホール素子150Dとを備えている。
また、焦点調節機構160は、手振れ補正可動部130に対してレンズ群102(レンズバレル105)を光軸方向(Z方向)に移動させるためのボイスコイルモータ160E(図3に示したAF用コイル162とAF用マグネット164)と、レンズバレル105のZ軸方向位置を検出するためのZ方向ホール素子160Fとを備えている。
X方向VCM150Aには2つの端子があり、この2つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114A、端子114Bと電気的に接続されている。
X方向ホール素子150Bには4つの端子があり、この4つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114a、端子114b、端子114c、端子114dと電気的に接続されている。
Y方向VCM150Cには2つの端子があり、この2つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114C、端子114Dと電気的に接続されている。
Y方向ホール素子150Dには4つの端子があり、この4つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114e、端子114f、端子114g、端子114hと電気的に接続されている。
Z方向VCM160Eには2つの端子があり、この2つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114E、端子114Fと電気的に接続されている。
Z方向ホール素子160Fには4つの端子があり、この4つの端子の各々は、フレキシブル基板103に形成された配線を介して、端子114i、端子114j、端子114k、端子114lと電気的に接続されている。
このように、レンズユニット端子部114の各端子は、レンズユニット110のOIS機構150及び焦点調節機構60と電気的に接続された電気接続部として機能する。
なお、OIS機構150及び焦点調節機構160と各ホール素子について必要な端子の数は一例であり、上述したものには限定されない。
以上の構成の撮像モジュール100は、まず、レンズユニット110と撮像素子ユニット120が別々に製造される。なお、レンズユニット110内において、手振れ補正可動部130は、弾性支持部140によりレンズ群102の光軸に対して垂直方向に移動自在で、かつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持されているが、張出部172とガイド部174とからなる抑制部170により、振れ補正可動部130が傾かないように機械的に抑制される。
そして、レンズ群102によって結像される被写体の結像面が撮像素子127の撮像面と正対するように、レンズユニット110と撮像素子ユニット120の位置合わせをする調整工程が行われ、その後、レンズユニット110と撮像素子ユニット120が接着固定される。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第2実施形態>
図7は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第2実施形態を示す図である。なお、図7において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図7は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第2実施形態を示す図である。なお、図7において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第2実施形態の抑制部170Aは、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側(可動側)に設けられた張出部172と、筐体101側(固定側)に設けられたガイド部174A、174Bとから構成されている。
張出部172は、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出しており、レンズ群102の光軸方向と直交する平面を有することが好ましい。
ガイド部174A、174Bは、張出部172の被写体側および撮像素子127側の両方に設けられている。ガイド部174A、174Bの間隔は、張出部172の厚みよりも僅かに広く、手振れ補正可動部130がその許容範囲を越えて傾くと、張出部172と接触する間隔を有する。
従って、撮像モジュール100がスマートフォン等の電子機器に搭載され、電子機器内の磁界発生部から手振れ補正可動部130を傾ける磁界を受け、手振れ補正可動部130が、許容範囲を越えて傾く場合には、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出した張出部172がガイド部174A,174Bに当接する。これにより、手振れ補正可動部130が、その許容範囲を越えて傾くのを抑制することができる。
また、第2実施形態の抑制部170Aは、図3に示した第1実施形態の抑制部170と同様に、張出部172とガイド部174A、174Bとの光軸方向から見た重なり量は、手振れ補正可動部130の最大移動量よりも大きいことが好ましい。これにより、手振れ補正動作時において、手振れ補正可動部130側の張出部172が、ガイド部174A、174Bから脱落しないようにすることができる。
更に、張出部172とガイド部174A,174Bとの接触面(互いに対向する面)の少なくとも一方には、低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。
第1実施形態の抑制部170は、図4に示したように3箇所設けられているが、第2実施形態の抑制部170Aは、張出部172をガイド部174A,174Bにより挟んで張出部172の傾き(即ち、手振れ補正可動部130の傾き)を抑制するため、最低限、1箇所設ければよい。これにより、抑制部170Aの設置数を、第1実施形態に比べて減らすことができる。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第3実施形態>
図8は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第3実施形態を示す図である。なお、図8において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第3実施形態を示す図である。なお、図8において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第3実施形態の抑制部170Bは、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側(可動側)に設けられた張出部172A、172Bと、筐体101側(固定側)に設けられたガイド部174とから構成されている。
第3実施形態の抑制部170Bは、第2実施形態とは逆に、ガイド部174の被写体側および撮像素子127側の両方に張出部172A、172Bが設けられている。
張出部172A、172Bの間隔は、ガイド部174の厚みよりも僅かに広く、手振れ補正可動部130がその許容範囲を越えて傾くと、ガイド部174と接触する間隔を有する。
従って、撮像モジュール100がスマートフォン等の電子機器に搭載され、電子機器内の磁界発生部から手振れ補正可動部130を傾ける磁界を受け、手振れ補正可動部130が、許容範囲を越えて傾く場合には、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出した張出部172A、172Bがガイド部174に当接する。これにより、手振れ補正可動部130が、その許容範囲を越えて傾くのを抑制することができる。
また、第3実施形態の抑制部170Bは、張出部172A,172Bとガイド部174との光軸方向から見た重なり量は、手振れ補正可動部130の最大移動量よりも大きいことが好ましい。これにより、手振れ補正動作時において、手振れ補正可動部130側の張出部172A、172Bが、ガイド部174から脱落しないようにすることができる。
更に、張出部172A、172Bとガイド部174との接触面(互いに対向する面)の少なくとも一方には、低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。
第3実施形態の抑制部170Bは、張出部172A、172Bがガイド部174を挟むことにより張出部172A、172Bの傾き(即ち、手振れ補正可動部130の傾き)を抑制するため、最低限、1箇所設ければよい。これにより、抑制部170Bの設置数を、第1実施形態に比べて減らすことができる。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第4実施形態>
図9は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第4実施形態を示す図である。なお、図9において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図9は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第4実施形態を示す図である。なお、図9において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第4実施形態の抑制部170Cは、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側に設けられた張出部172と、筐体101側に設けられたガイド部174と、レンズユニット110のベース部材112上に立設されたガイド部175とから構成されている。
第4実施形態の抑制部170Cは、図7に示した第2実施形態の抑制部170Aと比較して、第2実施形態のガイド部174A、174Bの代わりに、ガイド部174、175を有する点で相違する。
第4実施形態の抑制部170Cは、ガイド部174とガイド部175とが、別々の部材である筐体101とベース部材112とに固定されているため、最後に筐体101を取り付けたときに、ガイド部174とガイド部175とにより張出部172を挟むことができ、組立性が良い。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第5実施形態>
図10は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第5実施形態を示す図である。なお、図10において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図10は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第5実施形態を示す図である。なお、図10において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第5実施形態の抑制部170Dは、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側に設けられた張出部172Cと、筐体101側に設けられたガイド部174Cとから構成されている。
第5実施形態の抑制部170Dは、図3に示した第1実施形態の抑制部170と比較して、張出部172Cとガイド部174Cとが常時接触している点で相違する。
手振れ補正可動部130は、弾性支持部140によりレンズ群102の光軸に対して垂直方向に移動自在で、かつ光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持されているが、弾性支持部140は、例えば、板バネ142が僅かに撓んだ状態で、張出部172Cをガイド部174Cに当接させることにより、付勢力をもって張出部172Cとガイド部174Cとを当接させることができる。
なお、手振れ補正動作時において、張出部172Cとガイド部174Cとの摺動時の抵抗を低減するために、張出部172Cとガイド部174Cとの接触面に加わる付勢力を最小限にすることが好ましい。また、張出部172Cとガイド部174Cとの接触面の少なくとも一方には、低摩擦コーティングが施されていることが好ましい。
また、第5実施形態の抑制部170Dは、図4に示した第1実施形態の抑制部170と同様に、3箇所以上設けることが好ましい。
<手振れ補正可動部の傾きを抑制する抑制部の第6実施形態>
図11は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第6実施形態を示す図である。また、図12は、第6実施形態の抑制部を有する撮像モジュールの要部を示す断面斜視図である。なお、図11及び図12において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図11は、図1に示す撮像モジュール100のA-A線断面図であり、特に手振れ補正可動部130の傾きを抑制する抑制部の第6実施形態を示す図である。また、図12は、第6実施形態の抑制部を有する撮像モジュールの要部を示す断面斜視図である。なお、図11及び図12において、図3と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
第6実施形態の抑制部170Eは、手振れ補正可動部130の傾きを機械的に抑制するもので、手振れ補正可動部130側に設けられた張出部172と、レンズユニットのベース部材112上に立設されたガイド部175とから構成されている。
図12に示すように張出部172は、OIS駆動用マグネット154を保持するマグネットホルダの一部を、光軸Axと直交する方向に延出することにより形成することができる。
また、レンズユニットのベース部材112の一部が、光軸Axと直交する方向に延出しており、ガイド部175は、その延出部の上面に立設されている。
張出部172とガイド部175とは、僅かな隙間をもって対向し、又は接触するように設けられている。
従って、撮像モジュール100がスマートフォン等の電子機器に搭載され、電子機器内の磁界発生部から手振れ補正可動部130を傾ける磁界を受け、手振れ補正可動部130が傾く場合には、手振れ補正可動部130の外周方向に張り出した張出部172がガイド部175に当接し、手振れ補正可動部130の傾きが抑制される。
なお、抑制部170E(張出部172とガイド部175)は、3箇所以上設けることが好ましい。
抑制部170Eのガイド部175は、レンズユニットのベース部材112上に設けられるため、ガイド部175の上面の精度が出しやすい。
上記構成の撮像モジュール100が搭載される電子機器としては、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、携帯情報端末(PDA)、メガネ型情報端末、携帯ゲーム機、携帯音楽プレーヤ、カメラ付き時計などが挙げられる。以下、スマートフォンを例に挙げ、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
<スマートフォンの構成>
図13は、撮像モジュール100が搭載されたスマートフォン200の外観を示すものである。図13に示すスマートフォン200は、平板状の筐体202を有し、筐体202の一方の面に表示部としての表示パネル221と、入力部としての操作パネル222とが一体となった表示入力部220を備えている。また、筐体202は、スピーカ231と、マイクロホン232、操作部240と、前述した撮像モジュール100を含むカメラ部241とを備えている。
図13は、撮像モジュール100が搭載されたスマートフォン200の外観を示すものである。図13に示すスマートフォン200は、平板状の筐体202を有し、筐体202の一方の面に表示部としての表示パネル221と、入力部としての操作パネル222とが一体となった表示入力部220を備えている。また、筐体202は、スピーカ231と、マイクロホン232、操作部240と、前述した撮像モジュール100を含むカメラ部241とを備えている。
なお、カメラ部241は、磁界発生部であるスピーカ231の近傍であって、スピーカ231が配置されている操作側の面と対向する背面側に配設されている。また、筐体202の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用することや、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。
図14は、図13に示したスマートフォン200の構成を示すブロック図である。図14に示すように、スマートフォン200の主たる構成要素として、無線通信部210と、表示入力部220と、通話部230と、操作部240と、カメラ部241と、記憶部250と、外部入出力部260と、GPS(Global Positioning System)受信部270と、モーションセンサ部280と、電源部290と、主制御部201とを備える。また、スマートフォン200の主たる機能として、基地局装置と移動通信網とを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部210は、主制御部201の指示に従って、移動通信網に収容された基地局装置に対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Webデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
表示入力部220は、主制御部201の制御により、画像(静止画及び動画)や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達すると共に、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル221と、操作パネル222とを備える。生成された3D画像を鑑賞する場合には、表示パネル221は、3D表示パネルであることが好ましい。
表示パネル221は、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro-Luminescence Display)などを表示デバイスとして用いたものである。
操作パネル222は、表示パネル221の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部201に出力する。次いで、主制御部201は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル221上の操作位置(座標)を検出する。
図13に示すように、スマートフォン200の表示パネル221と操作パネル222とは一体となって表示入力部220を構成しているが、操作パネル222が表示パネル221を完全に覆うような配置となっている。この配置を採用した場合、操作パネル222は、表示パネル221外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル222は、表示パネル221に重なる重畳部分についての検出領域(以下、表示領域と称する)と、それ以外の表示パネル221に重ならない外縁部分についての検出領域(以下、非表示領域と称する)とを備えていてもよい。
なお、表示領域の大きさと表示パネル221の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要はない。また、操作パネル222が、外縁部分と、それ以外の内側部分の2つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体202の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル222で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部230は、スピーカ231やマイクロホン232を備え、マイクロホン232を通じて入力されたユーザの音声を主制御部201にて処理可能な音声データに変換して主制御部201に出力したり、無線通信部210あるいは外部入出力部260により受信された音声データを復号してスピーカ231から出力するものである。また、図13に示すように、例えば、スピーカ231及びマイクロホン232を表示入力部220が設けられた面と同じ面に搭載することができる。
操作部240は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、操作部240は、スマートフォン200の筐体202の表示部の下部、下側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部250は、主制御部201の制御プログラムや制御データ、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、WebブラウジングによりダウンロードしたWebデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部250は、スマートフォン内蔵の内部記憶部251と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部252により構成される。なお、記憶部250を構成するそれぞれの内部記憶部251と外部記憶部252は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、Micro SD(登録商標)メモリ等)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などの格納媒体を用いて実現される。
外部入出力部260は、スマートフォン200に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IEEE1394など)又はネットワーク(例えば、インターネット、無線LAN、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))、RFID(Radio Frequency Identification)、赤外線通信(Infrared Data Association:IrDA)(登録商標)、UWB(Ultra Wideband)(登録商標)、ジグビー(ZigBee)(登録商標)など)により直接的又は間接的に接続するためのものである。
スマートフォン200に連結される外部機器としては、例えば、有/無線ヘッドセット、有/無線外部充電器、有/無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード(Memory card)やSIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるPDA、イヤホンなどがある。外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン200の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン200の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
GPS受信部270は、主制御部201の指示に従って、GPS衛星ST1~STnから送信されるGPS信号を受信し、受信した複数のGPS信号に基づく測位演算処理を実行し、当該スマートフォン200の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。GPS受信部270は、無線通信部210や外部入出力部260(例えば、無線LAN)から位置情報を取得できるときには、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部280は、例えば、3軸の加速度センサなどを備え、主制御部201の指示に従って、スマートフォン200の物理的な動きを検出する。スマートフォン200の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン200の動く方向や加速度が検出される。この検出結果は、主制御部201に出力されるものである。
電源部290は、主制御部201の指示に従って、スマートフォン200の各部に、バッテリ(図示しない)に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部201は、マイクロプロセッサを備え、記憶部250が記憶する制御プログラムや制御データに従って動作し、スマートフォン200の各部を統括して制御するものである。また、主制御部201は、無線通信部210を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
アプリケーション処理機能は、記憶部250が記憶するアプリケーションソフトウェアに従って主制御部201が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部260を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Webページを閲覧するWebブラウジング機能などがある。
また、主制御部201は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ(静止画や動画のデータ)に基づいて、映像を表示入力部220に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部201が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部220に表示する機能のことをいう。
更に、主制御部201は、表示パネル221に対する表示制御と、操作部240、操作パネル222を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。
表示制御の実行により、主制御部201は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示し、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル221の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部201は、操作部240を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル222を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
更に、操作検出制御の実行により主制御部201は、操作パネル222に対する操作位置が、表示パネル221に重なる重畳部分(表示領域)か、それ以外の表示パネル221に重ならない外縁部分(非表示領域)かを判定し、操作パネル222の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部201は、操作パネル222に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも1つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部241は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge-Coupled Device)などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラである。このカメラ部241に、前述した撮像モジュール100が適用されている。
また、カメラ部241は、主制御部201の制御により、撮影によって得た画像データを、例えばJPEG(Joint Photographic coding Experts Group)などの圧縮した画像データに変換し、記憶部250に記録したり、外部入出力部260や無線通信部210を通じて出力することができる。図13に示すようにスマートフォン200において、カメラ部241は表示入力部220と対向する背面に搭載されているが、カメラ部241の搭載位置はこれに限らず、表示入力部220と同一の面に搭載されてもよいし、あるいは、複数のカメラ部241が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部241が搭載されている場合には、撮影に供するカメラ部241を切り替えて単独にて撮影したり、あるいは、複数のカメラ部241を同時に使用して撮影することもできる。
また、カメラ部241はスマートフォン200の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル221にカメラ部241で取得した画像を表示することや、操作パネル222の操作入力のひとつとして、カメラ部241の画像を利用することができる。また、GPS受信部270が位置を検出する際に、カメラ部241からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部241からの画像を参照して、3軸の加速度センサを用いずに、あるいは、3軸の加速度センサと併用して、スマートフォン200のカメラ部241の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部241からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
[その他]
本実施形態のOIS機構は、ベース部材側(固定側)にOIS駆動用コイルが配設され、手振れ補正可動部側(可動側)にOIS駆動用マグネットが配設されているが、これとは逆に、ベース部材側にOIS駆動用マグネットを配設し、手振れ補正可動部側にOIS駆動用コイルを配設したものでもよい。
本実施形態のOIS機構は、ベース部材側(固定側)にOIS駆動用コイルが配設され、手振れ補正可動部側(可動側)にOIS駆動用マグネットが配設されているが、これとは逆に、ベース部材側にOIS駆動用マグネットを配設し、手振れ補正可動部側にOIS駆動用コイルを配設したものでもよい。
また、レンズ群は、5枚のレンズから構成されたものに限らず、種々のレンズが適用できる。
更に、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
100…撮像モジュール、101…筐体、102…レンズ群、103、122…フレキシブル基板、114…レンズユニット端子部、105…レンズバレル、110…レンズユニット、112、125…ベース部材、120…撮像素子ユニット、121…基板、126…カバーガラス、127…撮像素子、130…手振れ補正可動部、140…弾性支持部、142…板バネ、144…サスペンションワイヤ、150…OIS機構、150A、150C、160E…ボイスコイルモータ、152…OIS駆動用コイル、154…OIS駆動用マグネット、160…焦点調節機構、162…AF用コイル、164…AF用マグネット、170、170A、170B、170C、170D、170E…抑制部、172、172A、172B、172C…張出部、174、174A、174B、174C、175…ガイド部、200…スマートフォン
Claims (12)
- レンズ群および磁性体部材を有する手振れ補正可動部と、
前記レンズ群を通して被写体を撮像する撮像素子と、
前記手振れ補正可動部を前記レンズ群の光軸に対して垂直方向に移動自在でかつ前記光軸に対して垂直な軸の周りに傾き可能に支持する弾性支持部と、
前記手振れ補正可動部の傾きを機械的に抑制する抑制部と、を備え、
前記抑制部は、
前記手振れ補正可動部に設けられ、前記手振れ補正可動部の外周方向に張り出した張出部と、
前記張出部と光軸方向から見て重なるガイド部であって、前記張出部に接触することにより前記手振れ補正可動部の傾きを抑制するガイド部と、
を有する撮像モジュール。 - 前記張出部と前記ガイド部との光軸方向から見た重なり量は、前記手振れ補正可動部が最大移動量だけ移動した際にも重なる大きさを有する請求項1に記載の撮像モジュール。
- 前記張出部と前記ガイド部とは、3箇所以上設けられている請求項1又は2に記載の撮像モジュール。
- 前記ガイド部が、前記張出部の被写体側および前記撮像素子側の両方に設けられた請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記張出部が、前記ガイド部の被写体側および前記撮像素子側の両方に設けられた請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記張出部と前記ガイド部とは、前記手振れ補正可動部が駆動している状態の時には常時接触している請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記張出部と前記ガイド部とが接触する接触面の少なくとも一方の面は、低摩擦コーティングが施されている請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記手振れ補正可動部は、前記レンズ群を光軸方向に駆動するボイスコイルモータを有する請求項1から7のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記弾性支持部は、前記手振れ補正可動部の側方に延出する板バネと、一端が前記板バネに固定され、他端が前記撮像素子側に固定された3本以上のサスペンションワイヤとから構成された請求項1から8のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 前記撮像素子の画素ピッチは、1μm以下である請求項1から9のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の撮像モジュールが搭載された電子機器。
- 前記電子機器は、前記手振れ補正可動部を傾ける磁界を発生する磁界発生部を有する請求項11に記載の電子機器。
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