(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
板バネのスプリング部のうち、外枠部との連結部および内枠部との連結部は、他の部分より幅広に形成されていることを特徴とする請求項1または2のいずれか記載のカメラモジュールの駆動機構。
板バネのスプリング部のうち、外枠部との連結部および内枠部との連結部は、他の部分より幅広に形成されていることを特徴とする請求項4または5のいずれか記載のカメラモジュールの駆動機構用板バネ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、使用時において板バネのうち、とりわけスプリング部に加わる応力集中を未然に防いでスプリング部の寿命を長く延ばすことができ、レンズユニットを保持するホルダを安定して移動することができるカメラモジュールの駆動機構およびカメラモジュールの駆動機構用板バネ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】
【0008】
本発明は、筐体と、光学系を構成するレンズユニットと、筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、ホルダに設けられたコイルと、筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間の帯状スプリング部とを有する板バネとを備え、板バネのスプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、湾曲部の幅は直線部の幅より大
きくなっており、前記湾曲部の幅は直線部側から中央部側に向かって徐々に大きくなることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
【0009】
本発明は、筐体と、光学系を構成するレンズユニットと、筐体内に配置され、レンズユニットを収納してレンズユニットの光軸方向に移動可能なホルダと、ホルダに設けられたコイルと、筐体に設けられコイルに磁界を提供するヨーク及びマグネット片と、筐体とホルダとの間に介在され、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間の帯状スプリング部とを有する板バネとを備え、板バネのスプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、一の湾曲部の直径は当該湾曲部に連結された隣り合う一対の直線部間の間隔より大
きくなっており、前記湾曲部の中心は一対の直線部間の中心線上にあることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
【0010】
本発明は、板バネのスプリング部のうち、外枠部との連結部および内枠部との連結部は、他の部分より幅広に形成されていることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構である。
【0011】
本発明は、筐体と、レンズユニットを収納するホルダとを有するカメラモジュールの駆動機構用板バネにおいて、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間の帯状スプリング部とを備え、板バネのスプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、湾曲部の幅は直線部の幅より大
きくなっており、前記湾曲部の幅は直線部側から中央部側に向かって徐々に大きくなることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構用板バネである。
【0012】
本発明は、筐体と、レンズユニットを収納するホルダとを有するカメラモジュールの駆動機構用板バネにおいて、筐体側の外枠部と、ホルダ側の内枠部と、内枠部と外枠部との間の帯状スプリング部とを備え、板バネのスプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、一の湾曲部の直径は当該湾曲部に連結された隣り合う一対の直線部間の間隔より大
きくなっており、前記湾曲部の中心は一対の直線部間の中心線上にあることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構用板バネである。
【0013】
本発明は、板バネのスプリング部のうち、外枠部との連結部および内枠部との連結部は、他の部分より幅広に形成されていることを特徴とするカメラモジュールの駆動機構用板バネである。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、板バネの帯状スプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、湾曲部の幅は直線部の幅より大きくなっている。また板バネの帯状スプリング部は複数の円形状湾曲部と、湾曲部間を連結する直線部とを有し、一つの湾曲部の直径は当該湾曲部に連結された隣り合う一対の直線部間の間隔より大きくなっている。このため使用時において、板バネのスプリング部のうち、応力が集中し易い円形状湾曲部の強度を上昇させて、スプリング部に加わる応力集中を防ぐことができる。このためスプリング部の寿命を長く延ばすことができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0017】
図1乃至
図5に示すように、本発明によるカメラモジュールの駆動機構1は、カバー2とベース13とからなる筐体2Aと、光学系を構成する複数のレンズ26からなるレンズユニット26Aと、筐体2A内に配置されレンズユニット26Aを収納してレンズユニット26Aの光軸方向へ移動可能なホルダ9と、ホルダ9の外周に設けられたコイル8と、筐体2Aのベース13に設けられコイル8に磁界を提供するヨーク6及びマグネット片7とを備えている。
【0018】
また上部板バネ5が、筐体2Aのカバー2と、ヨーク6の上部との間に介在され、下部板バネ11が、筐体2Aのベース13とヨーク6の下部との間に介在されている。この場合、上部板バネ5とカバー2との間に、上部板バネ5の厚み調整用の調整板4が設けられている。
【0019】
そして下部板バネ11を介してコイル8に電流を流すことによりホルダ9に上方への力が作用し、レンズユニット26Aを上部板バネ5および下部板バネ11の力に抗して全体として上方へ持上げることができる(
図5参照)。
【0020】
また、入力する電流量を調整することにより、ホルダ9を上方へ移動させる力を変化させ、上部板バネ5および下部板バネ11の力とのバランスをとることで、ホルダ9の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
【0021】
なお、
図5に示すように、筐体2Aは、中間支持体21介して基体20上方に固定され、中間支持体21には赤外線カットガラス22を保持するガラス板24が支持され、基体20上には撮像素子25が配置されている。
【0022】
このように筐体2Aを有するカメラモジュールの駆動機構1と、赤外線カットガラス22とガラス板24とを支持する中間支持体21と、撮像素子25が配置された基体20とによりカメラモジュール1Aが構成されている。
【0023】
なお、上記構成のうち、上部板バネ5は
図2に示すように、筐体2A側の外枠部5aと、ホルダ9側の内枠部5bと、外枠部5aと内枠部5bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。また下部板バネ11は
図3に示すように、筐体2A側の外枠部11aと、ホルダ9側の内枠部11bと、外枠部11aと内枠部11bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。
【0024】
次にカメラモジュールの駆動機構1の各構成部分について、更に説明する。
【0025】
上述のようにカバー2とベース13とからなる筐体2A内の空間には、レンズユニット26Aを保持しているホルダ9がレンズユニット26Aの光軸方向へ変位可能に収容されている。
【0026】
ホルダ9の上下の各円筒縁部には、それぞれ上部板バネ5の内枠部5bと下部板バネ11の内枠部11bが取付けられており、上部板バネ5の外枠部5a(
図2参照)は筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面に取付けられ、下部板バネ11の外枠部11a(
図3参照)は筐体2Aのベース13に取付けられている。
【0027】
上記ヨーク6には複数のマグネット片7が接着されており、アクチュエータ機構1の磁気回路を構成している。そしてこの磁気回路により形成された磁界内にコイル8が配置されている。このコイル8はホルダ9の外周に巻回されており、コイル8に電流を供給することによりホルダ9をレンズユニット26Aの光軸方向へ変位させることができる。なお、
図5において、符号12により示す部材は外部電源からコイル8へ電流を供給するための導体(フレキシブルプリント基板等)であり、符号4により示す部材は上述のように上部板バネ5の上面に装着される調整板であり、上部板バネ5の厚みを調整するものである。
【0028】
次に
図2乃至
図4および
図6乃至
図7により、上部板バネ5および下部板バネ11について更に述べる。
【0029】
上部板バネ5は
図2に示すように四角形状の外枠部5aと、ホルダ9側のリング状の内枠部5bと、外枠部5aと内枠部5bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部5cとを有している。
【0030】
また外枠部5aとスプリング部5cとの間に、上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面に取付ける際の位置決め孔として機能する第1位置決め孔5Aが設けられている。
【0031】
この第1位置決め孔5Aは外枠部5aの4隅であってスプリング部5cとの連結部近傍に設けられている。第1位置決め孔5Aは筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して、上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面側に精度良く位置決めするものである。また第1位置決め孔5A上に上部板バネ5を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6の上面へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第1位置決め孔5Aと重ねて形成されている。
【0032】
また、上部板バネ5のうち内枠部5bとスプリング部5cとの間に、上部板バネ5をホルダ9に取付ける際の位置決め孔として機能する第2位置決め孔5Bが設けられている。
【0033】
この第2位置決め孔5Bはリング状内枠部5bのうち、スプリング部5cとの連結部17近傍に設けられている(
図2および
図4(a)〜(e)参照)。第2位置決め孔5Bは、ホルダ9側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して上部板バネ5をホルダ9側に精度良く位置決めするものである。また第2位置決め孔5B上に上部板バネ5をホルダ9へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第2位置決め孔5Bと重ねて形成されている。
【0034】
次に
図4(a)〜(d)により、上部板バネ5の第2位置決め孔5Bについて更に説明する。上部板バネ5の第2位置決め孔5Bは上部板バネ5の内枠部5b上であって内枠部5bとスプリング部5cとの連結部17からわずかに所定距離lだけ離間した地点に設けられている(
図4(a))。
【0035】
なお、スプリング部5cのうち内枠部5bとの連結部(スプリング部5cの内枠部側端部)17をスプリング部5cの他の部分より幅広に形成して幅広部18を設け、この幅広部18によりスプリング部5cの内枠部5bとの連結部17の強度を向上させてもよい(
図4(b))。
図4(b)において、スプリング部5cの連結部17に幅広部18を設けたことにより、第2位置決め孔5Bを連結部17近傍に配置することができる。
【0036】
またスプリング部5cの内枠部5bとの連結部17をスプリング部5cの他の部分より幅広に形成して幅広部18を設け、スプリング部5cの連結部17の強度を向上させるとともに、第2位置決め孔5Bを連結部17から所定距離lだけ離間させ、第2位置決め孔5Bにスプリング部5cの連結部17側に延びる延長孔19を設けてもよい(
図4(c)(d))。この場合、延長孔19内に接着剤が進入し、連結部17近傍で上部板バネ5を堅固に固定することができる。また延長孔19の形状は連結部17側へ先細状となるように形成されているが(
図4(c))、延長孔19の形状を連結部17側へ向って同一幅で延びるよう形成してもよい(
図4(d))。
【0037】
上述のように上部板バネ5のスプリング部5cのうち内枠部5bとの連結部17をスプリング部5cの他の部分より幅広に形成して幅広部17を設けた例を示したが、上部板バネ5のスプリング部5cのうち外枠部5aとの連結部も連結部17と同様にスプリング部5cの他の部分より幅広に形成されている。
【0038】
このように上部板バネ5の外枠5aとスプリング部5cとの連結部近傍に第1位置決め孔5Aを設け、内枠5bとスプリング部5cとの連結部17近傍に第2位置決め孔5Bを設け、更に第1位置決め孔5Aおよび第2位置決め孔5B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、バネ性をもつスプリング部5cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部5cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
【0039】
このように上部板バネ5のスプリング部5cの両端部を筐体2Aおよびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ堅固に固定することにより、スプリング部5cのバネ定数を安定化させることができる。
【0040】
次に上部板バネ5のスプリング部5cについて更に説明する。
図2および
図6に示すように、スプリング部5cは複数の円形状湾曲部32と、湾曲部32間を連結する直線部33とを有している。
【0041】
カメラモジュールの駆動機構1を使用する際、上部板バネ5に外力が加わり、この場合外力はとりわけ上部板バネ5の湾曲部32に集中する。このため上部板バネ5の湾曲部32の幅W1を直線部33の幅W2より大きくとることにより、湾曲部32に対して応力集中が生じることを防止することができる(
図6参照)。
【0042】
次に上部板バネ5のスプリング部5cの変形例を
図7に示す。
図7に示すように、上部板バネ5のスプリング部5cは複数の円形状湾曲部32と、湾曲部32間を連結する直線部33とを有している。そして一つの湾曲部32の直径Dは、この湾曲部32に連結された隣り合う一対の直線部33間の間隔Lより大きくなっている。
【0043】
図7において、カメラモジュールの駆動機構を使用する際、上部板バネ5に外力が加わるが、湾曲部32の直径Dを大きくとることにより、湾曲部32に対して応力集中が生じることを防止することができる。
【0044】
次に下部板バネ11について
図3および
図4(a)〜(d)により説明する。この場合下部板バネ11は、上部板バネ5と略同一形状を有するため、
図4(a)〜(d)に上部板バネ5と下部板バネ11の双方を示す。
【0045】
下部板バネ11は
図3に示すように筐体2A側の四角形状の外枠部11aと、ホルダ9側のリング状内枠部11bと、外枠部11aと内枠部11bとの間に設けられたバネ性をもつスプリング部11cとを有している。
【0046】
また外枠部11aとスプリング部11cとの間に、下部板バネ11を筐体2Aのベース13に取付ける際の位置決め孔として機能する第1位置決め孔11Aが設けられている。
【0047】
この第1位置決め孔11Aは外枠部11aの4隅であってスプリング部11cとの連結部近傍に設けられている。第1位置決め孔11Aは筐体2Aのベース13側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して、下部板バネ11を筐体2A側に精度良く位置決めするものである。また第1位置決め孔11A上に下部板バネ11を筐体2Aのベース13へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第1位置決め孔11Aと重ねて形成されている。
【0048】
また、下部板バネ11のうち内枠部11bとスプリング部11cとの連結部17近傍に、下部板バネ11をホルダ9に取付ける際の位置決め孔として機能する第2位置決め孔11Bが設けられている。
【0049】
第2位置決め孔11Bは、ホルダ9側に設けられた位置決め突起(図示せず)に係合して下部板バネ11をホルダ9側に精度良く位置決めするものである。また第2位置決め孔11B上に下部板バネ11をホルダ9へ接着剤(図示せず)を介して接着する接着領域30が第2位置決め孔11Bと重ねて形成されている。
【0050】
次に
図4(a)〜(d)により、下部板バネ11の第2位置決め孔11Bについて更に説明する。下部板バネ11の第2位置決め孔11Bは下部板バネ11の内枠部11b上であって内枠部11bとスプリング部11cとの連結部17からわずかに所定距離lだけ離間した地点に設けられている(
図4(a))。
【0051】
なお、スプリング部11cのうち内枠部5bとの連結部(スプリング部11cの内枠部側端部)17をスプリング部11cの他の部分より幅広に形成して幅広部18を設け、この幅広部18によりスプリング部11cの内枠部11bとの連結部17の強度を向上させてもよい(
図4(b))。
図4(b)において、スプリング部11cの連結部17に幅広部18を設けたことにより、第2位置決め孔5Bを連結部17近傍に配置することができる。
【0052】
またスプリング部11cの内枠部11bとの連結部17をスプリング部11cの他の部分より幅広に形成して幅広部18を設け、スプリング部11cの連結部17の強度を向上させるとともに、第2位置決め孔5Bを連結部17から所定距離lだけ離間させ、第2位置決め孔11Bにスプリング部11cの連結部17側に延びる延長孔19を設けてもよい(
図4(c)(d))。この場合、延長孔19内に接着剤が進入し、連結部17近傍で下部板バネ11を堅固に固定することができる。また延長孔19の形状は連結部17側へ先細状となるように形成されているが(
図4(c))、延長孔19の形状を連結部17側へ向って同一幅で延びるよう形成してもよい(
図4(d))。
【0053】
上述のように下部板バネ11のスプリング部11cのうち内枠部11bとの連結部17をスプリング部11cの他の部分より幅広に形成して幅広部17を設けた例を示したが、下部板バネ11のスプリング部11cのうち外枠部11aとの連結部も連結部17と同様にスプリング部11cの他の部分により幅広に形成されている。
【0054】
このように下部板バネ11の外枠部11aとスプリング部11cとの連結部近傍に第1位置決め孔11Aを設け、内枠11bとスプリング部11cとの連結部17近傍に第2位置決め孔11Bを設け、更に第1位置決め孔11Aおよび第2位置決め孔11B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、バネ性をもつスプリング部11cの両端部を筐体2Aのベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部11cの両端部を筐体2Aのベース13およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
【0055】
このように下部板バネ11のスプリング部11cの両端部を筐体2Aおよびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ固定することにより、スプリング部11cのバネ定数を安定化させることができる。
【0056】
また
図3において、下部板バネ11の外枠11aには外部の電源に接続される接続端子11eが設けられ、内枠11bにはコイル8側に接続される接続端子11dが設けられ、外部の電源から下部板バネ11を介してコイル8側へ電流を流すことができる。
【0057】
ところで、
図3に示すように、外枠部11aは、互いに離間した一対の外枠部材11a
1、11a
2からなっており、これにより接続端子11e、11e同士が短絡しないようになっている。また、内枠部11bは、互いに離間した一対の内枠部材11b
1、11b
2からなっており、これにより接続端子11d、11d同士が短絡しないようになっている。
【0058】
次に下部板バネ11のスプリング部11cについて更に説明する。
図3および
図6に示すように、スプリング部11cは複数の円形状湾曲部32と、湾曲部32間を連結する直線部33とを有している。ここで上部板バネ5のスプリング部5cと下部板バネ11のスプリング部11cとは略同一構成を有するため、
図6に上部板バネ5のスプリング部5cと下部板バネ11のスプリング部11cの双方を示す。
【0059】
カメラモジュールの駆動機構1を使用する際、下部板バネ11に外力が加わり、この場合外力はとりわけ下部板バネ11の湾曲部32に集中する。このため下部板バネ11の湾曲部32の幅W1を直線部33の幅W2より大きくとることにより、湾曲部32に対して応力集中が生じることを防止することができる(
図6参照)。
【0060】
次に下部板バネ11のスプリング部11cの変形例を
図7に示す。
図7に示すように、下部板バネ11のスプリング部11cは複数の円形状湾曲部32と、湾曲部32間を連結する直線部33とを有している。そして一つの湾曲部32の直径Dは、この湾曲部32に連結された隣り合う一対の直線部33間の間隔Lより大きくなっている。
【0061】
図7において、カメラモジュールの駆動機構を使用する際、下部板バネ11に外力が加わるが、湾曲部32の直径Dを大きくとることにより、湾曲部32に対して応力集中が生じることを防止することができる。
【0062】
次に上部板バネ5および下部板バネ11の材料について述べる。上部板バネ5および下部板バネ11はいずれも銅合金(ベリリウム銅、ニッケル錫銅、チタニウム銅、その他銅合金など)からなる金属板をエッチング加工もしくは打抜き加工して作製される。コイル8へ外部電源からの電流を流す導体の一部として使用する場合は、導電率のよい材料が好ましい。また、バネ特性の観点からは、硬度もしくは引張強度が重視されることもあり、コイル8へ外部電源からの電流を流す導体の一部として使用しない場合は、ステンレス合金(SUS304、SUS316、TS−4など)などの硬い金属板から上部板バネ5および下部板バネ11を作製してもよい。
【0063】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【0064】
まず下部板バネ11を介してコイル8に電流を流す。このことによりホルダ9に上方への力が作用し、レンズユニット26Aを上部板バネ5および下部板バネ11の力に抗して全体として上方へ持上げることができる(
図5参照)。
【0065】
また、コイル8に流す電流量を調整することにより、ホルダ9を上方へ移動させる力を変化させ、上部板バネ5および下部板バネ11の力とのバランスをとることで、ホルダ9の上下移動及びその位置調整を行うことができる。
【0066】
この場合、上部板バネ5および下部板バネ11の外枠部5a、11aのうちスプリング部5c、11cとの連結部近傍に第1位置決め孔5A、11Aを設け、内枠部5b、11bのうちスプリング部5c、11cとの連結部17近傍に第2位置決め孔5B、11Bを設け、更に第1位置決め孔5A、11Aおよび第2位置決め孔5B、11B上に重ねて接着領域30を設ける。このことにより、上部板バネ5および下部板バネ11のバネ性をもつスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めすることができ、かつスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に堅固に固定することができる。
【0067】
このように上部板バネ5および下部板バネ11のスプリング部5c、11cの両端部を筐体2Aのベース13に固定されているヨーク6、ベース13およびホルダ9の各々に精度良く位置決めし、かつ堅固に固定することにより、スプリング部5c、11cのバネ定数を安定化させることができる。
【0068】
このことにより安定したバネ特性をもつカメラモジュールの駆動機構を得ることができる。
【0069】
具体的には、下部板バネ11を介してコイル8に電流を流すことにより、電流とマグネット7の磁界とで相互作用が起こり、ホルダ9が上下移動する。このとき上部板バネ5および下部板バネ11は、バネ定数kに応じてホルダ9の動きを抑制する。
【0070】
この場合、(i)コイル8に流す電流、(ii)マグネット7のもつ磁力、(iii)上部板バネ5および下部板バネ11のもつバネ定数からなる3つの要素(i)(ii)(iii)に基づいて、ホルダ9の上下移動およびその位置調整を行なってレンズユニット26Aによる焦点を調整することができる。
【0071】
従って、精度良くレンズユニット26Aによる調整を行なうためには、上記3つの要素(i)(ii)(iii)、とりわけ要素(iii)を精度良く定め、かつ安定して設計することが求められている。
【0072】
本発明によれば、上述のように、スプリング部5c、11cのバネ定数を安定化させることにより、上記3つの要素(i)(ii)(iii)のうち、とりわけ(iii)上部板バネ5および下部板バネ11のバネ定数の安定化を図ることができる。このことにより、ホルダ9の上下移動およびその位置調整を精度良く行なって、レンズユニット26Aによる焦点を精度良く調整することができる。
【0073】
また上部板バネ5のスプリング5cおよび下部板バネ11のスプリング部11cは、いずれも複数の円形状湾曲部32と、湾曲部32間を連結する直線部33とを有している。
【0074】
そして湾曲部32の幅W1は直線部33の幅W2より大きくなっている(
図6参照)。あるいは湾曲部32の直径Dは湾曲部32に連結された隣り合う一対の直線部33間の間隔Lより大きくなっている(
図7参照)。
【0075】
このため使用に際し、上部板バネ5および下部板バネ11に外力が加わっても、上部板バネ5のスプリング部5cおよび下部板バネ11のスプリング部11cの湾曲部32に応力集中が生じることはない。このため上部板バネ5および下部板バネ11の寿命を延ばし、上部板バネ5および下部板バネ11のバネ特性を安定化させることができる。