特開 2022-56738 カメラモジュール及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022056738

(43)【公開日】2022-04-11

(54)【発明の名称】カメラモジュール及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20220404BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220404BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20220404BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

H04N5/225 100

H04N5/232 480

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020164653

(22)【出願日】2020-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】松久 治可

【テーマコード（参考）】

2K005

5C122

【Ｆターム（参考）】

2K005AA20

2K005CA02

2K005CA14

2K005CA23

2K005CA40

2K005CA44

2K005CA45

2K005CA53

2K005CA57

5C122EA41

5C122GE11

5C122HA82

(57)【要約】

【課題】画質の劣化や部材の破損を抑制しつつ、大きな手ぶれ量に対しても手ぶれ補正を行うことができるカメラモジュールを提供する。
【解決手段】カメラモジュール１は、固定部材２と、固定部材２に対してＸＹ平面に沿って移動可能な可動部３と、可動部３を固定部材２に対してＸＹ平面に沿って移動可能に支持する支持部４と、電磁相互作用により固定部材２に対して可動部３を移動させることが可能な電磁アクチュエータ６とを備える。１つの電磁アクチュエータ６は、Ｙ方向に沿って異なる磁極を有するマグネット６１と、マグネット６１に対応して設けられるコイル６３とを含み、別の電磁アクチュエータは、Ｘ方向に沿って異なる磁極を有するマグネット６２と、マグネット６２に対応して設けられるコイル６５とを含む。可動部３は、ベース部材３２と、撮像センサ３４が実装されるセンサ基板３３と、少なくとも１枚のレンズを含むレンズユニット３１とを含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定部と、
前記固定部に対して可動平面に沿って移動可能な可動部と、
前記可動部を前記固定部に対して前記可動平面に沿って移動可能に支持する支持部と、
電磁相互作用により前記固定部に対して前記可動部を移動させることが可能な少なくとも１つの電磁アクチュエータと
を備え、
前記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、
前記可動平面上の一方向に沿って異なる磁極を有するマグネットと、
前記マグネットに対応して設けられるコイルと
を含み、
前記可動部は、
ベース部材と、
撮像センサが実装され、前記ベース部材に固定されるセンサ基板と、
前記ベース部材に固定されるレンズユニットであって、少なくとも１枚のレンズを含むレンズユニットと
を含む、
カメラモジュール。

【請求項2】

前記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、電磁相互作用により前記固定部に対して前記可動部を前記可動平面に沿った第１の方向に沿って移動させるように構成される第１の電磁アクチュエータを含む、請求項１に記載のカメラモジュール。

【請求項3】

前記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、電磁相互作用により前記固定部に対して前記可動部を前記第１の方向に垂直でかつ前記可動平面に沿った第２の方向に沿って移動させるように構成される第２の電磁アクチュエータをさらに含む、請求項２に記載のカメラモジュール。

【請求項4】

前記支持部は、
前記固定部に形成され、前記可動平面上で円弧状に延びる複数の第１の円弧状溝部と、
前記可動部に形成され、前記可動平面上で円弧状に延びる複数の第２の円弧状溝部であって、前記複数の第１の円弧状溝部に対向して配置される複数の第２の円弧状溝部と、
前記第１の円弧状溝部と前記第２の円弧状溝部との間に保持される複数のボールと
を含む、請求項２に記載のカメラモジュール。

【請求項5】

前記支持部は、
前記固定部に形成された複数の第１の凹部と、
前記可動部に形成された複数の第２の凹部であって、前記複数の第１の凹部に対向して配置される複数の第２の凹部と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に保持される複数のボールと
を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項6】

前記可動部の前記レンズユニットは、前記少なくとも１枚のレンズを前記可動平面に沿って移動可能なレンズ移動機構を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のカメラモジュール。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のカメラモジュールを備えた、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラモジュール及び電子機器に係り、特に手ぶれ補正機能を有するカメラモジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、撮影時に手ぶれが生じた場合に撮像面での被写体のぶれを防止するために、手ぶれの量に応じてカメラレンズ内の特定のレンズを移動させる手ぶれ補正機構（レンズシフト式手ぶれ補正機構）を有するカメラモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このようなレンズシフト式の手ぶれ補正機構は、特定のレンズを移動させることで撮像面での像のぶれを抑制するものであるため、大きな手ぶれに対して補正を行うためには、レンズの直径を大きくする必要が生じる。しかしながら、レンズの直径を大きくすると、光軸から離れた周辺部における画質が低下してしまうという問題がある。また、大きな手ぶれに対して補正を行う場合には、レンズを保持しているサスペンションワイヤに大きな力が作用し、サスペンションワイヤが破損してしまうおそれもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２８２８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、画質の劣化や部材の破損を抑制しつつ、大きな手ぶれ量に対しても手ぶれ補正を行うことができるカメラモジュール及び電子機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様によれば、画質の劣化や部材の破損を抑制しつつ、大きな手ぶれ量に対しても手ぶれ補正を行うことができるカメラモジュールが提供される。このカメラモジュールは、固定部と、上記固定部に対して可動平面に沿って移動可能な可動部と、上記可動部を上記固定部に対して上記可動平面に沿って移動可能に支持する支持部と、電磁相互作用により上記固定部に対して上記可動部を移動させることが可能な少なくとも１つの電磁アクチュエータとを備える。上記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、上記可動平面上の一方向に沿って異なる磁極を有するマグネットと、上記マグネットに対応して設けられるコイルとを含む。上記可動部は、ベース部材と、撮像センサが実装され、上記ベース部材に固定されるセンサ基板と、上記ベース部材に固定されるレンズユニットであって、少なくとも１枚のレンズを含むレンズユニットとを含む。

【0007】

本発明の第２の態様によれば、上述したカメラモジュールを備えた電子機器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態におけるカメラモジュールを示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すカメラモジュールの主要部の正面図である。

【図3】図３は、図１に示すカメラモジュールの主要部の平面図である。

【図4】図４は、図１に示すカメラモジュールの可動部の分解斜視図である。

【図5】図５は、図３のＡ－Ａ線断面図である。

【図6】図６は、図１に示すカメラモジュールの固定部材と固定部材上に配置される部材を示す分解斜視図である。

【図7】図７は、図１に示すカメラモジュールの可動部と可動部に取り付けられる部材を示す分解斜視図である。

【図8】図８は、図１に示すカメラモジュールの可動部のレンズユニットを示す分解斜視図である。

【図9】図９は、本発明の第２の実施形態におけるカメラモジュールの主要部を示す正面図である。

【図10】図１０は、図９に示すカメラモジュールの分解斜視図である。

【図11】図１１は、本発明の第３の実施形態におけるカメラモジュールを示す斜視図である。

【図12】図１２は、図１１に示すカメラモジュールの主要部の正面図である。

【図13】図１３は、図１１に示すカメラモジュールの可動部の分解斜視図である。

【図14】図１４は、図１１に示すカメラモジュールの固定部材と固定部材上に配置される部材を示す分解斜視図である。

【図15】図１５は、図１１に示すカメラモジュールの可動部と可動部に取り付けられる部材を示す分解斜視図である。

【図16】図１６は、本発明に係るカメラモジュールが組み込まれた電子機器の一例としてのスマートフォンを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係るカメラモジュールの実施形態について図１から図１６を参照して詳細に説明する。図１から図１６において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図１６においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。

【0010】

図１は、本発明の第１の実施形態におけるカメラモジュール１を示す斜視図である。図２は、カメラモジュール１のカバーを除く主要部を示す正面図であり、図３は、その平面図である。図１から図３に示すように、本実施形態におけるカメラモジュール１は、矩形板状の固定部材２（固定部）と、固定部材２に対してＸＹ平面（可動平面）に沿って移動可能な可動部３と、可動部３を固定部材２に対してＸＹ平面に沿って移動可能に支持する支持部４と、可動部３及び支持部４を覆う箱状のカバー５とを含んでいる。なお、以下の実施形態では、便宜的に、＋Ｚ方向を「上」又は「上方」といい、－Ｚ方向を「下」又は「下方」ということとする。

【0011】

図４は、可動部３の分解斜視図である。可動部３は、少なくとも１枚のレンズ（図示せず）を含むレンズユニット３１と、矩形状板のベース部材３２と、ベース部材３２に固定されるセンサ基板３３とを含んでいる。図１に示すように、カバー５の上面の中央には、可動部３のレンズユニット３１のレンズに対応して円形のレンズ開口５Ａが形成されている。また、図４に示すように、センサ基板３３上には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどの撮像センサ３４が実装されている。また、ベース部材３２の中央には、センサ基板３３上の撮像センサ３４に対応する位置に開口３２Ａが形成されており、この開口３２Ａを塞ぐように例えばＩＲカットフィルタなどのようなフィルタ部材３５がベース部材３２の下方に配置されている。

【0012】

図４に示すように、レンズユニット３１の下部には複数の接続端子３１Ａが形成されており、これらの接続端子３１Ａに対応してセンサ基板３３上には接点３３Ａが形成されている。レンズユニット３１の接続端子３１Ａとセンサ基板３３の接点３３Ａとは例えば半田９０（図１参照）により電気的に接続される。

【0013】

図５は、図３のＡ－Ａ線断面図、図６は、固定部材２と固定部材２上に配置される部材を示す分解斜視図である。図５及び図６に示すように、固定部材２の上面２Ａの隅部には、４つの円形の凹部２１（第１の凹部）が形成されており、それぞれの凹部２１の内部にはボール４１が配置されている。それぞれのボール４１は凹部２１の内部で移動可能となっている。これらのボール４１及び凹部２１は、ＸＹ平面において上述したセンサ基板３３の外側に配置されている。

【0014】

図７は、可動部３と可動部３に取り付けられる部材を示す分解斜視図である。図５及び図７に示すように、可動部３のベース部材３２の下面３２Ｂには、下方（－Ｚ方向）に延びる４つの円筒状のボール保持部３６が形成されており、これらのボール保持部３６の半径方向内側には凹部３６Ａ（第２の凹部）が形成されている。これらの凹部３６Ａは、固定部材２の凹部２１に対向するように配置されている。したがって、それぞれのボール４１は、固定部材２の凹部２１とベース部材３２のボール保持部３６の凹部３６Ａとの間に位置し、上述した固定部材２の凹部２１内に配置されたボール４１の上部が、可動部３のベース部材３２のボール保持部２６の内側の凹部３６Ａに収容されるようになっている。これにより、それぞれのボール４１は固定部材２の凹部２１とベース部材３２のボール保持部２６の凹部３６Ａとの間でＸ方向及びＹ方向に移動可能となっている。なお、潤滑性及び耐久性を向上するため又は発振防止のために、凹部２１，３６Ａの内面にはグリス又はゲルを塗布することが好ましい。

【0015】

このような構成により、可動部３は、固定部材２に対してＸ方向及びＹ方向に移動できるようになっている。すなわち、本実施形態においては、ベース部材３２の凹部２１と、ボール４１と、可動部３のベース部材３２のボール保持部３６の凹部３６Ａとによって、可動部３を固定部材２に対してＸＹ平面（可動平面）に沿って移動可能に支持する支持部４が構成されている。

【0016】

図５及び図６に示すように、固定部材２の周縁部の上面２Ａには、Ｘ方向に長い２つの矩形凹部２２と、Ｙ方向に長い１つの矩形凹部２３とが形成されている。矩形凹部２２の内部にはマグネット６１が配置され、矩形凹部２３の内部にはマグネット６２が配置されている。本実施形態では、それぞれのマグネット６１は、Ｙ方向に沿って異なる磁極を有するように着磁されており、例えば、上面がＮ極、下面がＳ極に着磁される第１の部分６１Ａと、上面がＳ極、下面がＮ極に着磁される第２の部分６１Ｂとを含んでいる。また、本実施形態では、マグネット６２は、Ｘ方向に沿って異なる磁極を有するように着磁されており、例えば、上面がＮ極、下面がＳ極に着磁される第１の部分６２Ａと、上面がＳ極、下面がＮ極に着磁される第２の部分６２Ｂとを含んでいる。

【0017】

マグネット６１における第１の部分６１Ａ及び第２の部分６１Ｂは、一体的に形成されていてもよく、別個の磁石片から構成されていてもよい。この場合において、第１の部分６１Ａと第２の部分６１Ｂとの間に隙間が形成されていてもよい。同様に、マグネット６２における第１の部分６２Ａ及び第２の部分６２Ｂは、一体的に形成されていてもよく、別個の磁石片から構成されていてもよい。この場合において、第１の部分６２Ａと第２の部分６２Ｂとの間に隙間が形成されていてもよい。

【0018】

また、図５及び図７に示すように、可動部３のベース部材３２の下面３２Ｂには、下方（－Ｚ方向）に延びる３組の突出片３７が形成されている。それぞれの組の突出片３７の周囲には、固定部材２の矩形凹部２２，２３内に配置されたマグネット６１，６２に対向するようにコイル６３，６５が配置されている。それぞれのコイル６３，６５の内側には、マグネット６１又は６２が発する磁界を検出することによって可動部３の位置を検出する位置検出センサ６４，６６が例えば樹脂６７（図５参照）により固定されている。このような位置検出センサ６４，６６としては例えばホール効果を利用して磁界を検出するホールセンサを用いることができる。

【0019】

ここで、マグネット６１及びコイル６３は、電磁相互作用により固定部材２に対して可動部３をＹ方向に移動させる電磁アクチュエータ６を構成しており、コイル６３に通電することで、マグネット６１とコイル６３との電磁相互作用により可動部３をＹ方向に移動させることができるようになっている。また、マグネット６２及びコイル６５は、電磁相互作用により固定部材２に対して可動部３をＸ方向に移動させる電磁アクチュエータ６を構成しており、コイル６５に通電することで、マグネット６２とコイル６５との電磁相互作用により可動部３をＸ方向に移動させることができるようになっている。

【0020】

例えばジャイロセンサ（図示せず）などのセンサからの信号に基づいて手ぶれの量に応じてコイル６３，６５への通電を制御することにより、固定部材２に対して可動部３をＸ方向及びＹ方向に移動させて撮像面での被写体のぶれを抑制することができる。特に、本実施形態では、従来のレンズシフト式の手ぶれ補正機構とは異なり、レンズを含むレンズユニット３１と撮像センサ３４が実装されたセンサ基板３３とを含む可動部３の全体を移動させて手ぶれ補正を行うため、レンズと撮像センサ３４との間の位置関係が変化しない。したがって、大きな手ぶれ量に対してもレンズの直径を大きくする必要が生じず、光軸から離れた周縁部における画質の劣化が抑制される。また、手ぶれ補正のためにサスペンションワイヤのような部材を必要としないので、大きな手ぶれを補正する際にサスペンションワイヤなどの部材が破損してしまうことが抑制される。

【0021】

本実施形態では、コイル６３，６５を可動部３に設け、マグネット６１，６２を固定部材２に設けているが、マグネット６１，６２を可動部３に設け、コイル６３，６５を固定部材２に設けてもよい。また、位置検出センサ６４，６６を固定部材２に設けてもよい。

【0022】

また、図示はしていないが、可動部３と固定部材２との間には発振防止のためにゲルを充填しておくことが好ましい。

【0023】

図８は、可動部３のレンズユニット３１を示す分解斜視図である。図８に示すように、レンズユニット３１は、レンズ（図示せず）が固定されるレンズ枠７０と、レンズ枠７０を内側に保持する可動枠７１と、可動枠７１を支持する基部７２と、レンズ枠７０及び可動枠７１を覆うカバー体７３と、可動枠７１の内側に配置される複数のマグネット７４と、レンズ枠７０をＺ方向に移動させるためのコイル７５とを含んでいる。カバー体７３の上面の中央には開口７３Ａが形成されている。

【0024】

レンズ枠７０は、レンズバレル（図示せず）が取り付けられるねじ部７０Ａを有する円筒状の部材であり、可動枠７１の内側に配置される。このレンズ枠７０の外周にコイル７５が巻回される。

【0025】

可動枠７１は四角柱状の筒状部材であり、この可動枠７１の隅部の内側にはマグネット保持部７１Ａが形成されている。このマグネット保持部７１Ａにマグネット７４が保持される。可動枠７１の内側に配置されるマグネット７４とレンズ枠７０の外周に配置されるコイル７５との間には磁気ギャップが形成されている。

【0026】

レンズ枠７０の上端部と可動枠７１の上端部とは板バネ７６Ａによって接続され、レンズ枠７０の下端部と可動枠７１の下端部とは板バネ７６Ｂによって接続されている。これらの板バネ７６Ａ、７６Ｂにより、レンズ枠７０はＺ方向に沿って移動可能な状態で可動枠７１内に弾性的に保持される。

【0027】

このように、本実施形態では、レンズ枠７０が可動枠７１に対してＺ方向に移動可能に支持されており、コイル７５に通電することで、マグネット７４とコイル７５との電磁相互作用によりレンズ枠７０をＺ方向に移動させることができる。このようにコイル７５に通電することでレンズ枠７０をＺ方向に移動させて、例えばオートフォーカス機能を実現することができる。

【0028】

可動枠７１は、Ｚ方向に延びる支持ワイヤ７７を介して基部７２に対して移動可能に保持されている。この支持ワイヤ７７の一端は基部７２に設けられる配線部材（図示せず）に固定され、他端は可動枠７１に取り付けられる板バネ７６Ａに固定されている。このように、可動枠７１は、支持ワイヤ７７によって吊り下げられた状態で支持されており、支持ワイヤ７７の撓みによってＸ方向及びＹ方向に移動できるようになっている。なお、支持ワイヤ７７の一部は、板バネ７６Ａを介してコイル７５と電気的に接続されており、コイル７５への通電はこの支持ワイヤ７７を介して行われる。

【0029】

基部７２の中央には、レンズを透過した光を通過させる開口７２Ａが形成されており、基部７２の隅部には、＋Ｚ方向に延びるストッパ７２Ｂが形成されている。このストッパ７２Ｂによって可動枠７１のＸ方向及びＹ方向の移動が規制される。また、基部７２の下部には上述した接続端子３１Ａが形成されている。

【0030】

また、基部７２にはコイル７８が取り付けられている。このコイル７８は接続端子３１Ａに電気的に接続されており、コイル７８への通電は接続端子３１Ａを介して行われる。このコイル７８に通電することで、マグネット７４とコイル７８との電磁相互作用により可動枠７１をＸＹ平面上でＸ方向及びＹ方向に移動させることができる。なお、本実施形態では、２つのコイル７８が基部７２に取り付けられているが、コイル７８の位置や個数はこれに限られるものではない。

【0031】

このように、本実施形態では、マグネット７４及びコイル７８によって、電磁相互作用により可動枠７１（及びその内部のレンズ）をＸＹ平面に沿って移動可能なレンズ移動機構が構成されている。したがって、例えばジャイロセンサ（図示せず）などのセンサからの信号に基づいて手ぶれの量に応じてコイル７８への通電を制御することにより、マグネット７４とコイル７８との電磁相互作用により可動枠７１の内部のレンズをＸ方向及びＹ方向に移動させて撮像面での被写体のぶれを抑制することができる。なお、このようなレンズ移動機構は、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）の電磁相互作用を利用するものに限られるものではなく、ＳＭＡ（Shape Memory Alloy）を駆動源として用いるものであってもよい。また、レンズ移動機構の支持方式としては、ワイヤに代えて、例えばガイドシャフトや回転体（ボール）などを用いるものであってもよい。

【0032】

ここで、上述したように、レンズユニット３１の外部に設けられた電磁アクチュエータ６（コイル６３とマグネット６１及びコイル６５とマグネット６２）によって手ぶれを補正することができるが、レンズユニット３１内にも上記のようなレンズ移動機構を追加することにより、このレンズ移動機構をレンズシフト式手ぶれ補正機構として利用することで、手ぶれ補正が可能な範囲をより大きくすることができる。また、例えば、レンズを高速で移動させる必要がある場合にはレンズユニット３１内部のレンズ移動機構を用い、レンズを長い距離にわたって移動させる必要がある場合にレンズユニット３１外部の電磁アクチュエータ６を用いるなどのように、要求される性能に応じてレンズユニット３１内部のレンズ移動機構とレンズユニット３１外部の電磁アクチュエータ６とを使い分けてより光学特性が改善されるように手ぶれを補正してもよい。

【0033】

なお、本実施形態におけるレンズユニット３１は、手ぶれ補正及びオートフォーカスの両方の機能を有するものであったが、他の実施形態のレンズユニット３１は、手ぶれ補正又はオートフォーカスのどちらか一方の機能のみを有するものであってもよいし、いずれの機能を有していないものであってもよい。

【0034】

本実施形態では、可動部３を固定部材２に対してＸＹ平面に沿って移動可能に支持する支持部４が、固定部材２の凹部２１と、可動部３のボール保持部３６の凹部３６Ａと、凹部２１と凹部３６Ａとの間に保持されるボール４１とにより構成されている例を説明したが、支持部４はこのような構成のものに限られず、例えばサスペンションワイヤやガイドシャフトなどを用いて支持部４を実現することもできる。

【0035】

また、本実施形態では、コイル６３，６５が可動部３のベース部材３２に固定されているが、これらのコイル６３，６５がセンサ基板３３に固定されていてもよい。そのような構成の一例としての第２の実施形態が図９及び図１０に示されている。図９は、第２の実施形態におけるカメラモジュール１０１の主要部を示す正面図、図１０は分解斜視図である。

【0036】

本実施形態におけるベース部材１３２は、下面に突出片３７を有していない点を除いて、第１の実施形態におけるベース部材３２と同一である。また、本実施形態におけるセンサ基板１３３は、Ｙ方向両側に広がって延びる延出部１３３Ｂと、＋Ｘ方向側に広がって延びる延出部１３３Ｃとを有している点を除いて、第１の実施形態におけるセンサ基板３３と同一である。

【0037】

センサ基板１３３の延出部１３３Ｂにはコイル６３及び位置検出センサ６４が実装又は配線接続されている。また、センサ基板１３３の延出部１３３Ｃにはコイル６５及び位置検出センサ６６が実装又は配線接続されている。これらのコイル６３，６５及び位置検出センサ６４，６６は、例えば図示しない樹脂によりセンサ基板１３３の延出部１３３Ｂ，１３３Ｃに固定されている。

【0038】

本実施形態においては、センサ基板１３３に設けられたコイル６３にマグネット６１が干渉しないように、図９及び図１０に示すように、マグネット６１の全体が固定部材２の矩形凹部２２に埋め込まれている。同様に、センサ基板１３３に設けられたコイル６５にマグネット６２が干渉しないように、マグネット６２の全体が固定部材２の矩形凹部２３に埋め込まれている。

【0039】

本実施形態では、コイル６３，６５を可動部１０３のセンサ基板１３３に設け、マグネット６１，６２を固定部材２に設けているが、マグネット６１，６２を可動部１０３のセンサ基板１３３に設け、コイル６３，６５を固定部材２に設けてもよい。また、位置検出センサ６４，６６を固定部材２に設けてもよい。

【0040】

また、図示はしていないが、可動部１０３と固定部材２との間には発振防止のためにゲルを充填しておくことが好ましい。

【0041】

図１１は、本発明の第３の実施形態におけるカメラモジュール２０１を示す斜視図、図１２は、カメラモジュール２０１の主要部の正面図である。図１１及び図１２に示すように、本実施形態におけるカメラモジュール２０１は、矩形板状の固定部材２０２（固定部）と、固定部材２０２に対してＸＹ平面上で回転可能な可動部２０３と、可動部２０３を固定部材２０２に対してＸＹ平面上で回転可能に支持する支持部２０４とを含んでいる。

【0042】

図１３は、可動部２０３の分解斜視図である。図１３に示すように、可動部２０３は、上述したレンズユニット３１と、矩形状板のベース部材２３２と、センサ基板３３と、フィルタ部材３５とを含んでいる。センサ基板３３はベース部材２３２に固定されている。

【0043】

図１４は、固定部材２０２と固定部材２０２上に配置される部材を示す分解斜視図である。図１４に示すように、固定部材２０２の上面２０２Ａの４つの隅部には、ＸＹ平面上で円弧状に延びる円弧状溝部２２１Ａ（第１の円弧状溝部）が形成されたボール保持部２２１がそれぞれ形成されている。それぞれのボール保持部２２１の円弧状溝部２２１Ａ内にはボール４１が配置されており、それぞれのボール４１は円弧状溝部２２１Ａの内部で移動可能となっている。この円弧状溝部２２１Ａは、ボール４１と２点で接触するように断面がＶ字状になっていることが好ましい。これらのボール４１及びボール保持部２２１は、ＸＹ平面においてセンサ基板３３の外側に配置されている。

【0044】

固定部材２０２のＹ方向の両縁部の上面２０２Ａには、Ｘ方向に長い２つの矩形凹部２２２が形成されている。それぞれの矩形凹部２２２の内部にはマグネット２６１が配置されている。本実施形態では、それぞれのマグネット２６１は、互いに異なる磁極がＸ方向に隣接するように配置された２つの磁石片２６１Ａ，２６１Ｂから構成されており、これによりマグネット２６１はＸ方向に沿って異なる磁極を有している。例えば、磁石片２６１Ａの上面はＮ極、下面はＳ極に着磁され、磁石片２６１Ｂの上面はＳ極、下面はＮ極に着磁される。

【0045】

図１５は、可動部２０３と可動部２０３に取り付けられる部材を示す分解斜視図である。図１５に示すように、可動部２０３のベース部材２３２の下面２３２Ｂには、下方（－Ｚ方向）に延びる４つのボール保持部２３６が形成されており、これらのボール保持部２３６の内側にはＸＹ平面上で円弧状に延びる円弧状溝部２３６Ａ（第２の円弧状溝部）が形成されている。これらの円弧状溝部２３６Ａは、固定部材２０２の円弧状溝部２２１Ａに対向するように配置されている。したがって、それぞれのボール４１は、固定部材２０２のボール保持部２２１とベース部材２３２のボール保持部２３６との間に位置し、上述した固定部材２０２のボール保持部２２１の円弧状溝部２２１Ａ内に配置されたボール４１の上部が、可動部２０３のベース部材２３２のボール保持部２３６の内側の円弧状溝部２３６Ａに収容されるようになっている。これにより、それぞれのボール４１は固定部材２０２の円弧状溝部２２１Ａとベース部材２３２の円弧状溝部２３６Ａとの間で円弧に沿って移動可能となっている。円弧状溝部２３６Ａは、ボール４１と２点で接触するように断面がＶ字状になっていることが好ましい。なお、潤滑性及び耐久性を向上するため又は発振防止のために、円弧状溝部２２１Ａ，２３６Ａの内面にはグリス又はゲルを塗布することが好ましい。

【0046】

このような構成により、可動部２０３は、固定部材２０２に対して回転できるようになっている。すなわち、本実施形態においては、ベース部材２３２のボール保持部２２１と、ボール４１と、可動部２０３のベース部材２３２のボール保持部２３６とによって、可動部２０３を固定部材２０２に対してＸＹ平面（可動平面）に沿って回転可能に支持する支持部２０４が構成されている。

【0047】

また、図１５に示すように、可動部２０３のベース部材２３２の下面２３２Ｂには、下方（－Ｚ方向）に延びる２組の突出片２３７が形成されている。それぞれの組の突出片２３７の周囲には、固定部材２０２の矩形凹部２２２内に配置されたマグネット２６１に対向するようにコイル２６３が配置されている。それぞれのコイル２６３の内側には、マグネット２６１が発する磁界を検出することによって可動部２０３の位置（回転角度）を検出する位置検出センサ２６４が例えば樹脂により固定されている。このような位置検出センサ２６４としては例えばホール効果を利用して磁界を検出するホールセンサを用いることができる。

【0048】

ここで、マグネット２６１及びコイル２６３は、電磁相互作用により固定部材２０２に対して可動部２０３をＸＹ平面に沿って移動させる電磁アクチュエータ６を構成しており、コイル２６３に通電することで、マグネット２６１とコイル２６３との電磁相互作用により可動部２０３にＸ方向に沿った力を作用させることができる。このＸ方向に沿った力は上述した支持部２０４によって回転力に変換されて可動部２０３に作用する。この結果、可動部２０３がＸＹ平面に沿って回転する。

【0049】

例えばジャイロセンサ（図示せず）などのセンサからの信号に基づいて手ぶれの量に応じてコイル２６３への通電を制御することにより、固定部材２０２に対して可動部２０３をＸＹ平面上で回転させて撮像面での被写体のぶれ（回転ぶれ）を抑制することができる。従来のレンズシフト式の手ぶれ補正機構は、原理上、回転ぶれを補正することはできないが、本実施形態では、回転ぶれの量に応じて固定部材２０２に対して可動部２０３をＸＹ平面上で回転させることにより回転ぶれを補正することができる。特に、上述した手ぶれ補正機構を含むレンズユニット３１と組み合わせることで、本実施形態におけるカメラモジュール２０１は、ＸＹ平面に沿った移動の手振れと回転ぶれの両方を補正することが可能となっている。

【0050】

本実施形態では、コイル２６３を可動部２０３に設け、マグネット２６１を固定部材２０２に設けているが、マグネット２６１を可動部２０３に設け、コイル２６３を固定部材２０２に設けてもよい。また、位置検出センサ２６４を固定部材２０２に設けてもよい。

【0051】

本実施形態では、可動部２０３を固定部材２０２に対してＸＹ平面上で回転可能に支持する支持部２０４が、固定部材２０２のボール保持部２２１の円弧状溝部２２１Ａと、可動部２０３のボール保持部２３６の円弧状溝部２３６Ａと、円弧状溝部２２１Ａと円弧状溝部２３６Ａとの間に保持されるボール４１とにより構成されている例を説明したが、支持部２０４はこのような構成のものに限られず、例えばサスペンションワイヤやガイドシャフトなどを用いて支持部２０４を実現することもできる。

【0052】

上述した実施形態では、位置検出センサ６４，６６，２６４としてホールセンサを用いる例を説明したが、位置検出センサ６４，６６，２６４は、ホールセンサに限られるものではなく、例えば磁気抵抗センサ、フォトインタラプタ、エンコーダなどのセンサを位置検出センサ６４，６６，２６４として用いることができる。

【0053】

図１６は、上述した実施形態で述べたカメラモジュール１，１０１，２０１が組み込まれた電子機器の一例としてのスマートフォン３００を示している。スマートフォン３００の背面には、上述したレンズユニットのレンズに光を入射させるための窓３０３が形成されている。この場合において、上述したカメラモジュール１，１０１，２０１のカバー５がスマートフォン３００の外装部品を兼ねていてもよい。

【0054】

本発明に係るカメラモジュールは、このようなスマートフォン３００に限らず、例えばタブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ドローン、監視カメラ、車載カメラなど各種の電子機器にも適用できるものである。

【0055】

また、１つの電子機器に上述したカメラモジュールを複数個組み込んでもよい。この場合には、レンズユニット３１の外部に設けられた電磁アクチュエータ６により手ぶれ補正を行うことで、複数のカメラモジュール間においてレンズと撮像センサとの間の位置関係を一定にすることが可能となるので、例えば、３Ｄカメラとしての撮影や視差による距離測定などにおける手ぶれの影響を低減することができる。

【0056】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【0057】

以上述べたように、本発明の第１の態様によれば、画質の劣化や部材の破損を抑制しつつ、大きな手ぶれ量に対しても手ぶれ補正を行うことができるカメラモジュールが提供される。このカメラモジュールは、固定部と、上記固定部に対して可動平面に沿って移動可能な可動部と、上記可動部を上記固定部に対して上記可動平面に沿って移動可能に支持する支持部と、電磁相互作用により上記固定部に対して上記可動部を移動させることが可能な少なくとも１つの電磁アクチュエータとを備える。上記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、上記可動平面上の一方向に沿って異なる磁極を有するマグネットと、上記マグネットに対応して設けられるコイルとを含む。上記可動部は、ベース部材と、撮像センサが実装され、上記ベース部材に固定されるセンサ基板と、上記ベース部材に固定されるレンズユニットであって、少なくとも１枚のレンズを含むレンズユニットとを含む。

【0058】

このような構成によれば、手ぶれの量に応じて電磁アクチュエータのコイルに通電することで、固定部に対して可動部を可動平面に沿って移動させて手ぶれを補正することができる。このとき、従来のレンズシフト式の手ぶれ補正機構とは異なり、レンズを含むレンズユニットと撮像センサが実装されたセンサ基板とを含む可動部を一体的に移動させて手ぶれ補正を行うため、大きな手ぶれ量に対応するためにレンズの直径を大きくする必要がなく、光軸から離れた周縁部における画質の劣化が抑制される。また、手ぶれ補正のためにサスペンションワイヤのような部材を必要としないので、大きな手ぶれを補正する際にサスペンションワイヤなどの部材が破損してしまうことが抑制される。

【0059】

上記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、電磁相互作用により上記固定部に対して上記可動部を上記可動平面に沿った第１の方向に沿って移動させるように構成される第１の電磁アクチュエータを含んでいてもよい。さらに、上記少なくとも１つの電磁アクチュエータは、電磁相互作用により上記固定部に対して上記可動部を上記第１の方向に垂直でかつ上記可動平面に沿った第２の方向に沿って移動させるように構成される第２の電磁アクチュエータをさらに含んでいてもよい。

【0060】

上記支持部は、上記固定部に形成され、上記可動平面上で円弧状に延びる複数の第１の円弧状溝部と、上記可動部に形成され、上記可動平面上で円弧状に延びる複数の第２の円弧状溝部とを含んでいてもよい。上記複数の第２の円弧状溝部は、上記複数の第１の円弧状溝部に対向して配置される。また、上記支持部は、上記第１の円弧状溝部と上記第２の円弧状溝部との間に保持される複数のボールをさらに含んでいてもよい。このような支持部によって、第１の電磁アクチュエータを駆動することによって可動部に作用する力が回転力に変換されるため、固定部に対して可動部を回転させることができる。

【0061】

上記支持部は、上記固定部に形成された複数の第１の凹部と、上記可動部に形成された複数の第２の凹部とを含んでいてもよい。上記複数の第２の凹部は、上記複数の第１の凹部に対向して配置される。また、上記支持部は、上記第１の凹部と上記第２の凹部との間に保持される複数のボールをさらに含んでいてもよい。

【0062】

上記可動部の上記レンズユニットは、上記少なくとも１枚のレンズを上記可動平面に沿って移動可能なレンズ移動機構を含んでいてもよい。このようなレンズ移動機構によって手ぶれ補正が可能な範囲をより大きくすることができる。

【0063】

本発明の第２の態様によれば、上述したカメラモジュールを備えた電子機器が提供される。

【符号の説明】

【0064】

１，１０１，２０１ カメラモジュール
２，２０２ 固定部材（固定部）
３，１０３，２０３ 可動部
４，２０４ 支持部
５ カバー
６ 電磁アクチュエータ
１０ 固定部材
２１ （第１の）凹部
２６ ボール保持部
３１ レンズユニット
３２，１３２，２３２ ベース部材
３３，１３３ センサ基板
３４ 撮像センサ
３６ ボール保持部
３６Ａ （第２の）凹部
３７，２３７ 突出片
４１ ボール
６１，６２，２６１ マグネット
６３，６５，２６３ コイル
６４，６６，２６４ 位置検出センサ
７０ レンズ枠
７１ 可動枠
７２ 基部
７３ カバー体
７４ マグネット
７５，７８ コイル
７７ 支持ワイヤ
２２１ ボール保持部
２２１Ａ （第１の）円弧状溝部
２３６ ボール保持部
２３６Ａ （第２の）円弧状溝部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】