JP2006276763A - 光学モジュール及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタユニットとレンズユニットとを結合してなる光学モジュール及び該光学モジュールを備える携帯端末を提供する。
【解決手段】光学モジュール２８は、レンズユニット２３とレンズユニット２３の被写体側に配置されるシャッタユニット２２とが結合されて構成され、レンズユニット２３は、被写体の光像を結像する光学レンズ６１と、光学レンズ６１を収納するレンズ用筐体３９と、レンズ用筐体３９に設けられた爪部３９ｄとを備え、シャッタユニット２３は、光学レンズの光路を開閉するシャッタ羽根５３と、シャッタ羽根５３を収納するシャッタベース３７と、シャッタ用筐体３７に設けられ、爪部３９ｄと結合する孔部３７ｄを有する延在部３７ｂとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学モジュール及び前記光学モジュールを備えた携帯端末に関する。

特許文献１では、固定レンズユニットと、固定レンズの撮影者側に配置されたシャッタユニットとを備えるカメラが開示されている。
特許文献２では、撮像素子とレンズとＩＲカットフィルタとを備えるカメラが開示されている。
特許文献３では、レンズ群の被写体側に開口絞りが配置された前絞り２群ズームレンズが開示されている。
特許文献４では、物体側より順に、開口絞りと、開口絞りより像側に空気間隔を隔てて配置された正レンズ群を有するソフトフォーカスレンズが開示されている。
特許文献５では、同一の地板上に回動自在なＮＤフィルタと絞り板とが配設された絞り機構が開示されている。
特許文献６では、被写体側からＮＤフィルタ、２枚の絞り羽根が配置された絞り装置が開示されている。

なお、シャッタユニットと、シャッタユニットと結合されるレンズホルダと、レンズホルダに保持されているレンズユニットを駆動するためのレバーをレンズホルダから延出させたカメラが知られている。シャッタではないが、絞り羽根とＮＤフィルタとを組み合わせて構成した絞り装置が知られている。シャッタ羽根とＮＤフィルタとを同一軸上に回転可能に支持するシャッタが知られている。絞り兼用のシャッタとＮＤフィルタとを有する装置が知られている。
特開平０９−２６５３８号公報 特開２００４−２３５５４７号公報 特開平１０−１２３４１８号公報 特開平０７−７７６５３号公報 特開平０２−１２３３３５号公報 特開平１１−１５０４２号公報

撮像素子の画素数、種類により、シャッタやフィルタの要否が左右される。このため、撮像素子の画素数、種類に応じて、レンズ鏡枠本体の専用設計が行われている。一方で、カメラモジュールの市場拡大に伴って多種多様な撮像素子が生産されており、光学系の設計に対する要求も多様化するとともに、開発スピードの向上も要求されている。

本発明の目的は、シャッタユニットとレンズユニットとを結合してなる光学モジュール及び該光学モジュールを備える携帯端末を提供することにある。

本発明の光学モジュールは、レンズユニットと該レンズユニットの被写体側に配置されるシャッタユニットとが結合されて構成される光学モジュールであって、前記レンズユニットは、前記被写体の光像を結像する光学レンズと、前記光学レンズを収納するレンズ用筐体と、前記レンズ用筐体に設けられたレンズユニット側結合部と、を備え、前記シャッタユニットは、前記光学レンズの光路を開閉するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根を収納するシャッタ用筐体と、前記シャッタ用筐体に設けられ、前記レンズユニット側結合部と結合するシャッタユニット側結合部と、を備える。

好適には、前記シャッタユニットは、前記シャッタ用筐体に収納され、前記光学レンズの光路に配置可能なフィルタを更に備える。

好適には、前記レンズユニット側結合部は、前記レンズ用筐体に設けられた係止部であり、前記シャッタユニット側結合部は、前記シャッタ用筐体から前記レンズ用筐体側へ延出する延出部と、当該延出部に形成され、前記係止部に係止される被係止部とを備える。

好適には、前記レンズユニットは、前記光学レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、前記レンズ駆動手段の動作を制御するための電気信号を伝達するレンズユニット側回路基板と、を更に備え、前記シャッタユニットは、前記シャッタ羽根を駆動する羽根駆動手段と、前記羽根駆動手段の動作を制御するための電気信号を伝達するシャッタユニット側回路基板と、を更に備え、前記レンズユニット側回路基板と前記シャッタユニット側回路基板とは電気的に接続されている。

好適には、前記レンズユニット側回路基板は、前記レンズ用筐体の外面に配置されると共に、レンズユニット側接続端子を備え、前記シャッタユニット側回路基板は、前記シャッタ用筐体から前記レンズ用筐体側に延びる延在部と、前記延在部に設けられ、前記レンズユニット側接続端子と接続されるシャッタユニット側接続端子と、を備える。

本発明の携帯端末は、端末筐体と、前記端末筐体に収納され、前記端末筐体に設けられた開口部からの光像を結像させる光学モジュールと、前記光学モジュールにより結像された光像に応じた電気信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号に基づく画像を表示する表示部と、を備え、前記光学モジュールは、レンズユニットと、前記レンズユニットの被写体側に配置されるシャッタユニットと、を備え、前記レンズユニットは、前記被写体の光像を結像する光学レンズと、前記光学レンズを収納するレンズ用筐体と、前記レンズ用筐体に設けられたレンズユニット側結合部と、を備え、前記シャッタユニットは、前記光学レンズの光路を開閉するシャッタ羽根と、前記シャッタ羽根を収納するシャッタ用筐体と、前記シャッタ用筐体に設けられ、前記レンズユニット側結合部と結合するシャッタユニット側結合部と、を備える。

本発明によれば、シャッタユニットとレンズユニットとを結合してなる光学モジュール及び該光学モジュールを備える携帯端末を提供することができる。

図１及び図２は、本発明を適用した携帯電話機の一実施形態を示す外観斜視図である。携帯電話機１はいわゆる折り畳み式の携帯電話機として構成されており、図１は開状態を、図２は閉状態を示している。

携帯電話機１は、受話筐体２と、送話筐体３とを備え、受話筐体２及び送話筐体３は連結部４により開閉可能に連結されている。受話筐体２及び送話筐体３は、閉状態で互いに対向する面（正面）側の正面側ケース２ｃ、３ｃと、その背面側の背面側ケース２ｄ、３ｄとをそれぞれ備えている。これらケースは、例えば樹脂によりそれぞれ一体成形される。

受話筐体２には、正面側に画像を表示するメイン表示部７と、その背面側に画像を表示するサブ表示部８とが、それぞれ各面に沿って設けられている。メイン表示部７及びサブ表示部８は、例えば液晶表示ディスプレイによって構成される。

また、受話筐体２には、背面側に撮像レンズが露出するカメラモジュール９と、背面側から発光するストロボ１０とが設けられている。受話筐体２の連結部４側の端部には、カメラモジュール９の撮影モードを通常の撮影モードからマクロ撮影に切り替えるための操作部材１１が設けられている。

送話筐体３は正面側に操作部１５を備えている。操作部１５には、テンキーボタン１５ａ等の携帯電話機１を操作するための各種ボタンが配置されている。携帯電話機１は、テンキーボタン１５への入力操作に応じて、無線通信やカメラモジュール９による撮像を行う。

なお、携帯電話機１の内部には、無線通信用の高周波回路やアンテナ、通話用のマイクやスピーカが設けられているが、図示は省略する。

図３は、カメラモジュール９を一部分解して示す斜視図であり、図４は、図３のカメラモジュール９を受話筐体２に取り付けた状態で示す断面図である。なお、図３及び図４において、紙面上下方向が光軸方向であり、紙面上方が被写体側（受話筐体２の背面側、図２の紙面上方）である。

カメラモジュール９は、被写体側から順にシャッタカバー２１、シャッタユニット２２、レンズユニット２３、センサカバー２４、撮像素子２５（図３では不図示）、センサ基板２６、電子素子２７を備えている。そして、図４に示すように、これらが積層されるとともに、クッション材３１、３２を介して受話筐体２の背面側ケース２ｄと正面側ケース２ｃとに挟持させることもできる。

背面側ケース２ｄには、カメラモジュール９へ光像を取り込むための開口部２ｅが設けられるとともに、当該開口部２ｅを塞ぐ窓部材３３が設けられている。窓部材３３は例えばガラスやプラスチックにより構成され、透光性を有している。

クッション材３１、３２は、例えばゴムにより構成され、弾性を有している。クッション材３１は、一方側が固定部材３４によりシャッタカバー２１に固定されるとともに、他方側は背面側ケース２ｄの内側に当接する。クッション材３２は、一方側が固定部材３５により正面側ケース２ｃ内側に固定されるとともに、他方側が電子素子２７に当接している。なお、固定部材３４、３５は例えば接着剤や両面テープである。クッション材３１には、背面側ケース２ｄの開口部２ｅからの光像をカメラモジュール９へ透過させるための開口部３１ａが設けられている。

シャッタカバー２１は、例えば硬質の樹脂又は金属により構成されている。シャッタカバー２１は、全体として箱状に形成され、底面部２１ａと、底面部２１ａの周囲を囲む側面部２１ｂとを有し、背面側ケース２ｄ側からシャッタユニット２２に被せられている。底面部２１ａには、光像を透過させるための開口部２１ｃが設けられている。

シャッタユニット２２は、レンズユニット２３に含まれる光学レンズの光路を開閉する。シャッタユニット２２は、シャッタ羽根等を収納するシャッタベース（シャッタ用筐体）３７を備えており、シャッタベース３７は、光軸に直交する方向の広さがレンズユニット２３よりも広いベース部３７ａと、ベース部３７ａからレンズユニット２３側へ延出し、レンズユニット２３の周囲を囲む延出部３７ｂとを有している。なお、シャッタベースは、例えば硬質の樹脂や金属により形成される。

図４に示すように、ベース部３７ａには、外周側へ突出する爪部３７ｃが設けられている。一方、シャッタカバー２１には、側面部２１ｂに切り込みをいれ、側面部２１ｂの一部を内側へ折り曲げることにより、内側に突出する爪部２１ｄが形成されている。そして、爪部３７ｃと爪部２１ｄとが係合することにより、ベース部３７ａとシャッタカバー２１とは光軸方向において固定されている。

また、シャッタカバー２１はベース部３７ａと略同程度の広さを有するように形成されており、シャッタカバー２１の側面部２１ｂの内側はベース部３７ａの爪部２１ｄに当接する。換言すれば、ベース部３７ａはシャッタカバー２１の内部に嵌合する。これにより、ベース部３７ａとシャッタカバー２１とは光軸に直交する方向において固定されている。

ベース部３７ａは、クッション材３１の弾性力をシャッタカバー２１を介して受け、背面側ケース２ｄ側から正面側ケース２ｃ側へ（紙面下方へ）押圧されている。一方、ベース部３７ａの正面側ケース２ｃ側には、背面側ケース２ｄの一部であり、光軸に垂直な方向に延びる板状の受け部２ｆが設けられている。従って、ベース部３７ａはクッション材３１により受け部２ｆに押し付けられて受話筐体２に対して光軸方向において固定されている。なお、シャッタカバー２１の深さ（紙面上下方向の長さ）は、ベース部３７ａの厚さと同程度又は若干浅く設定されている。

レンズユニット２３は、固定レンズ６１を含むレンズ群により、背面側ケース２ｄの開口部２ｅからの被写体の光像を撮像素子２５に結像する。レンズユニット２３は、レンズやレンズを駆動する駆動装置等を収納するレンズ用筐体３９を備えている。レンズ用筐体３９は、例えば全体として略直方体状に形成され、シャッタユニット２２側の端面部３９ａと、光軸に平行な側面部３９ｂと、撮像素子２５側の端面部３９ｃを備えている。なお、レンズ用筐体３９は、例えば硬質の樹脂又は金属により形成される。

レンズ用筐体３９は、クッション材３２の弾性力をセンサカバー２４、センサ基板２６、電子素子２７を介して受け、正面側ケース２ｃから背面側ケース２ｄ側へ（紙面上方へ）押圧されている。一方、端面部３９ａの少なくとも一部はシャッタベース３７のベース部３７ａの下部に当接しており、これによりレンズユニット２３は光軸方向において受話筐体２に対して固定されている。なお、レンズ用筐体３９とシャッタベース３７とが積層されることにより、レンズユニット２３のレンズと、シャッタベース３７のシャッタ羽根とは互いに位置決めされる。これにより、シャッタ羽根は絞り兼用とすることができる。

レンズ用筐体３９のシャッタユニット２２側の一部は、複数の延在部３７ｂ間に嵌合している。また、レンズ用筐体３９の撮像素子２５側の一部は、正面側ケース２ｃから背面側ケース２ｄ側へ光軸に平行に突出する板状の位置決め部２ｇ間に嵌合している。これにより、レンズ用筐体３９は、光軸に直交する方向において、受話筐体２に対して固定されている。なお、位置決め部２ｇは、正面側ケース２ｃの一部である。

センサカバー２４は、全体として略箱状に形成されており、レンズユニット２３側の端面部２４ａと、光軸に略平行な側面部２４ｂとを有し、撮像素子２５に被せるようにして、センサ基板２６上に配置されている。

センサカバー２４は、クッション材３２の弾性力を電子素子２７、センサ基板２６を介して受け、正面側ケース２ｃ側から背面側ケース２ｄ側へ押圧されている。一方、側面部２４ｂには、レンズユニット２３側よりもセンサ基板２６側が幅広になるように段差が設けられており、レンズユニット２３側がレンズ用筐体３９の端面３９ｃに設けられた開口部に挿入され、段差が端面３９ｃ側に設けられた不図示の位置決め部に当接する。これによりセンサカバー２４は光軸方向において受話筐体２に対して固定されている。また、センサカバー２４のレンズ用筐体３９に挿入された部分は、レンズ用筐体３９内部に設けられた不図示の位置決め部に嵌合挿入されることにより、光軸に直交する方向において受話筐体２に固定されている。

なお、センサカバー２４の端面部２４ａには、レンズユニット２３からの光束を透過させるための開口部２４ｃが設けられ、開口部２４ｃはガラス等により形成された透光性の保護部材４１により塞がれている。

撮像素子２５は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成され、レンズユニット２３により結像された光像に応じた電気信号を出力する。撮像素子２５は、センサ基板２６のレンズユニット２３側に、例えばアンダーフィル材を用いてフリップチップ実装されている。

センサ基板２６は、例えば硬質の樹脂を含んで構成されたプリント基板である。センサ基板２６は、クッション材３２の弾性力を電子素子２７を介して受け、センサカバー２４に押し付けられることにより光軸方向において受話筐体２に対して固定されている。また、センサ基板２６は、位置決め部２ｇ間に嵌合することにより、光軸に直交する方向において受話筐体２に固定されている。なお、レンズ用筐体３９、センサカバー２４、センサ基板２６が積層されて位置決めされることにより、レンズユニット２３のレンズに対して撮像素子２５は正確に位置決めされる。

電子素子２７は、センサ基板２６の撮像素子２５が設けられる面とは反対側の面に設けられており、クッション材３２に当接している。電子素子２７は、例えばＩＣにより構成され、撮像素子２５から出力された電気信号を処理して画像データを生成し、携帯電話機１の不図示の制御装置に出力する。当該制御装置では、生成された画像データに基づく画像を表示させるように表示部７（図１参照）を制御する。

なお、クッション材３２はクッション材３１よりも低弾性力であり、クッション材３１によるシャッタベース３７の受け部２ｆへの押し付けを妨げない。また、クッション材３１の弾性力は受け部２ｆに受けられるので、レンズユニット２３から電子素子２７までの間に過度の荷重がかかることは無い。クッション材３２は、電子素子２７の熱を外部へ伝道する効果もある。

図３において、シャッタユニット２２と、レンズユニット２３とを分離して示したように、携帯電話機１では、シャッタユニット２２と、レンズユニット２３とはそれぞれ独自に筐体としてのシャッタベース３７と、レンズ用筐体３９とを有して構成されている。そして、当該シャッタベース３７とレンズ用筐体３９とが結合されることにより光学モジュール２８が構成される。シャッタユニット２２とレンズユニット２３との結合方法は以下の通りである。

延在部３７ｂは、全体として略板状に形成され、ベース部３７ａからレンズユニット２３側へ光軸に平行に延びている。延在部３７ｂは、レンズ用筐体３９の側面３９ｂに対応して４つ設けられるとともに、各延在部３７ｂはレンズ用筐体３９の各側面３９ｂに対して平行に設けられ、レンズ用筐体３９は延在部３７ｂ間に嵌合する。

レンズ用筐体３９の側面３９ｂには、側面３９ｂから突出する爪部（凸部）３９ｄが設けられている。爪部３９ｄは、側面３９ｂに対して平行に見て略直角三角形に形成されており、シャッタユニット２２側ほど側面３９ｂに近接する傾斜面３９ｅと、側面３９ｂに対して直交する直交面３９ｆとを有している。また、爪部３９ｄは、側面３９ｂに対して垂直に見て矩形状に形成されている。

一方、延在部３７ｂには、爪部３９ｄと係合する孔部３７ｄが設けられている。孔部３７ｄは、光軸方向に長い略矩形状に形成されている。また、延在部３７ｂは、先端側に、レンズユニット２３側ほど側面２６ｂから離間する傾斜面３７ｅを有している。

図５は、図３のＶ−Ｖ線矢視方向における断面図である。この図に示すように、レンズ用筐体３９の爪部３９ｄの幅ｄ（側面２６ｄに平行で光軸に直交する方向の長さ）と、シャッタベース３７の孔部３７ｄの幅方向の径は同一であり、幅方向において爪部３９ｄと孔部３７ｄとは嵌合する。これにより、光軸と略垂直な方向における位置決めがなされる。なお、生産上の精度誤差等を考慮して、孔部３７ｄが爪部３９ｄよりも若干大きくなるように設定してもよい。

図６は、レンズユニット２３と、シャッタユニット２２とを結合させた状態のカメラモジュール９を示す図であり、図６（ａ）は被写体側から見たカメラモジュール９の平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線矢視方向における断面図、図６（ｃ）は側面図である。なお、各図においてシャッタカバー２１は省略して示している。

図６（ｂ）に示すように、シャッタベース３７をレンズ用筐体３９に被せていくと、延在部３７ｂの傾斜面３７ｅと爪部３９ｄの傾斜面３９ｅとが摺動して延在部３７ｂが外周側へ撓む。その後更にシャッタベース３７をレンズ用筐体３９に被せると、爪部３９ｄは孔部３７ｄの位置に到達する。そして、延在部３７ｄは剛性により側面３９ｂに平行な位置に戻り、爪部３９ｄの直交面３９ｆと延在部３７ｄの孔部３７ｄの縁部とが係合する。これにより、光軸方向においてシャッタベース３７とレンズ用筐体３９とを離間させる方向の位置決めがなされる。なお、この際、レンズ用筐体３９のシャッタベース３７側の端面部３９ａの一部はベース部３７ａのレンズ用筐体３９側の面に当接し、シャッタベース３７とレンズ用筐体３９とを近接させる方向の位置決めもなされる。

図７は、シャッタユニット２２の詳細等を示す分解斜視図である。シャッタユニット２２のシャッタベース３７のベース部３７ａは、全体として箱状に形成され、底面部３７ｇと、底面部３７ｇの周囲を囲む側面部３７ｈとを有している。底面部３７ｇには、入射光をレンズユニット２３へ透過させる開口部３７ｉが設けられている。開口部３７ｉの形状は適宜であるが、例えば矩形である。

ベース部３７ａの内部には、レンズユニット２３に入射する光の光量を減じるための減光フィルタ５１、減光フィルタ５１を押さえる減光フィルタ押え板５２、複数のシャッタ羽根５３Ａ〜５３Ｄ、シャッタ羽根５３Ａ〜５３Ｄを押さえる押え板５４が収納される。なお、以下では、シャッタ羽根５３Ａ〜５３Ｄを特に区別する必要がない場合は、単にシャッタ羽根５３という。

一方、ベース部３７ａのレンズユニット２２側には、減光フィルタ５１を駆動するための減光フィルタ駆動アクチュエータ５５、シャッタ羽根５３を駆動するための羽根駆動アクチュエータ５６、減光フィルタ駆動アクチュエータ５５や羽根駆動アクチュエータ５６に接続されるＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）５７が設けられている。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、減光フィルタ５１をシャッタベース３７に取り付けた状態で示す平面図であり、図８（ａ）は減光フィルタ５１の光路からの退避時を、図８（ｂ）は減光フィルタの光路への挿入時を示している。

減光フィルタ５１は、例えばベース部３７ａの開口部３７ｉよりも広い本体部５１ａと、遮蔽部５１ａから突出する被支持部５１ｂとを有している。被支持部５１ｂには、固定側孔部５１ｃ、駆動側孔部５１ｄが設けられており、固定側孔部５１ｃにはベース部３７ａの底面部３７ｇから突出する凸部３７ｊが挿通され、駆動側孔部５１ｄには減光フィルタ駆動アクチュエータ５５により駆動されるロッド５５ａが挿通されている。従って、ロッド５５ａの往復運動により、減光フィルタ５１は凸部３７ｊを中心に揺動し、減光フィルタ５１の本体部５１ａの光路への挿入又は光路からの退避が行われる。

なお、底面部３７ｇには、減光フィルタ５１の退避時に本体部５１ａの縁部に当接して減光フィルタ５１を位置決めする複数の凸部３７ｋが設けられている。また、ロッド５５ａは底面部３７ｇに設けられた長孔３７ｌ（図８（ｂ）参照）に挿通されており、長孔３７ｌによって移動範囲が規制されている。

減光フィルタ押え板５２は、シャッタベース３７の内部に嵌合する大きさに形成され、入射光をレンズユニット２３へ透過させるための開口部５２ａや、シャッタベース３７の底部３７ｇに設けられた種々の凸部やロッド５５ａ等が挿通される複数の孔部５２ｂを有している。減光フィルタ押え板５２がシャッタベース３７に取り付けられることにより、減光フィルタ５１の光軸方向の位置決めがなされる。

図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、シャッタ羽根５３をシャッタベース３７に取り付けた状態で示す平面図であり、図８（ｃ）はシャッタ羽根５３の光路からの退避時を、図８（ｄ）はシャッタ羽根５３の光路への挿入時を示している。

シャッタ羽根５３は、それぞれ全体として長尺状に形成されるとともに、それぞれ端部に固定側孔部５３ａ、駆動側孔部５３ｂが設けられている。そして、固定側孔部５３ａにはベース部３７ａの底面部３７ｇから突出する凸部３７ｌが挿通され、駆動側孔部５３ｂには羽根駆動アクチュエータ５６により駆動されるロッド５６ａが挿通されている。従って、ロッド５６ａの往復運動により、シャッタ羽根５３は凸部３７ｌを中心に揺動し、シャッタの開閉が行われる。

なお、図７に示すように、シャッタ羽根５３Ａ〜５３Ｄは、固定側孔部５３ａはそれぞれ互いに異なる凸部３７ｌに挿通されるとともに、駆動側孔部５３ｂには一つのロッド５６ａが挿入される。これにより、一つのロッド５６ａにより互いに異なる移動範囲のシャッタ羽根５３Ａ〜５３Ｄを駆動している。また、ロッド５６ａは底面部３７ｇに設けられた長孔３７ｍ（図８（ｃ）参照）に挿通されており、長孔３７ｍによって移動範囲が規制されている。

シャッタ羽根５３は、例えば、開口部３７ｉと同等の大きさ、形状（矩形）をシャッタ羽根５３の開閉方向に均等に２分割し、２分割したそれぞれを内側の小片（シャッタ羽根５３Ｃ、５３Ｄ）と、外周側の大片（シャッタ羽根５３Ａ、５３Ｂ）とに分割した形状を含むように形成されている。シャッタ羽根５３Ａ、５３Ｂは、凸部３７ｌに軸支される側であって内側に凹部を有しているから、長方形２枚でシャッタ羽根を構成した場合に比較して少ない移動量で光路に退避又は挿入可能である。

シャッタ羽根押え板５４は、シャッタベース３７の内部に嵌合する大きさに形成され、入射光をレンズユニット２３へ透過させるための開口部５４ａや、シャッタベース３７の底部３７ｇに設けられた種々の凸部やロッド５６ａ等が挿通される複数の孔部５４ｂを有している。シャッタ羽根押え板５４がシャッタベース３７に取り付けられることにより、シャッタ羽根５３の光軸方向の位置決めがなされる。

減光フィルタ駆動アクチュエータ５５、羽根駆動アクチュエータ５６は、それぞれシャッタベース３７に対してねじなどにより固定されている。すなわち、各アクチュエータの固定は、レンズ用筐体３９等の他の部材に依存していない。

なお、減光フィルタ駆動アクチュエータ５５、羽根駆動アクチュエータ５６は、それぞれロッド５５ａ、５５ｂを往復運動可能に適宜に構成してよい。例えば、不図示の電磁石を含んで構成し、電磁石の吸着作用によりロッド５５ａ、５５ｂを駆動してもよいし、モータを含んで構成し、モータの回転をカム等により往復運動に変換してロッド５５ａ、５５ｂを駆動してもよい。各アクチュエータ５５、５６には、ＦＰＣ５７により不図示の電源から電力の供給がなされるとともに、不図示の制御装置からの制御信号が伝達される。

ＦＰＣ５７は、図３にも示すように、減光フィルタ駆動アクチュエータ５５、羽根駆動アクチュエータ５６のレンズユニット２３側に取り付けられている。ＦＰＣ５７の一部はレンズユニット２３側へ延びて延在部５７ｂを形成し、その先端には複数の接続端子５７ａが設けられている。

図７に示すように、レンズユニット２３は、シャッタユニット３７側の端面部３９ａから露出する固定レンズ６１を備えている。レンズ用筐体３９の内部には、固定レンズ６１との距離を変化させて焦点距離を変化させる移動レンズや当該移動レンズを駆動するための駆動装置が収納されている。具体的には以下の通りである。

図９は、レンズ用筐体３９の内部の構成を一部省略して示す斜視図である。なお、図９の紙面左右方向は、図７の紙面左右方向と逆である。レンズユニット２３は、移動レンズを保持する第１レンズ移動枠体６２、第２レンズ移動枠体６３を備えている。第１レンズ移動枠体６２、第２レンズ移動枠体６３は、一つ又は複数の不図示のレンズをそれぞれ保持している。なお、固定レンズ６１は、第１レンズ移動枠体６２の紙面上方側に配置され、固定レンズ６１と、第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３に保持されている不図示の移動レンズとにより被写体の光像が撮像素子２５に結像される。

第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３の側方には、光軸に平行に延びるガイド軸６４が設けられている。ガイド軸６４は、例えば２本設けられ、第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３を挟んで対向配置されている。第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３には、それぞれガイド軸６４に案内される被ガイド部６２ａ、６３ａが設けられている。被ガイド部６２ａ、６３ａは、例えばガイド軸６４が挿通される孔部を有し、あるいは、ガイド軸６４を挟持する凹部を有している。第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３はガイド軸６４に案内されて光軸方向に移動可能である。

また、第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３の側方には、これら移動枠体を駆動するためのカム装置６５が設けられている。カム装置６５は、モータ６７と、モータ６７の駆動力を伝達するギア群６９と、ギア群６９からの駆動力により光軸に平行な軸回りに回転可能な回転体６６とを備えている。

回転体６６は、外周から突出し、螺旋状に配置された帯状のカム部６６ａを備えている。カム部６６ａは、固定レンズ６１側（紙面上方側）に面するカム面６６ｂと、その反対側に面するカム面６６ｃとを有している。

一方、第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３には、光軸に直交する方向に突出し、カム面６６ｂ、６６ｃに当接する被係止部６２ｂ、６３ｂが設けられている。被係止部６２ｂ、６３ｂは、カム部６６ａを挟み込むように配置される。なお、第１レンズ移動枠体６２と第２レンズ移動枠体６３とは不図示の引張りばね（付勢手段）により互いに近接する方向に付勢されている。

従って、回転体６６がモータ６７によって回転駆動されることにより、被係止部６２ｂ、６３ｂがカム面６６ｂ、６６ｃに案内されて、第１レンズ移動枠体６２及び第２レンズ移動枠体６３は光軸方向に移動する。なお、第１レンズ移動枠体６２と第２レンズ移動枠体６３との距離は、カム部６６ａのカム面６６ｂからカム面６６ｃまでの厚さにより適宜調整される。

なお、回転体６６の軸部６６ｄ、ギア群６９を支持するシャフト６８等は、レンズ用筐体３９の端面部３９ａ、３９ｃに設けられた軸受部により軸支される。具体的には、図５に示すように、端面部３９ａには、ガイド軸６４の軸受部３９ｇ、回転体６６の軸部６６ｄの軸受部３９ｈ、シャフト６８の軸受部３９ｉが設けられている。なお、端面部３９ａと対向する端面部３９ｃにも同様に軸受部が設けられるが図示は省略する。

図７に示すように、モータ６７にはＦＰＣ７１が接続される。ＦＰＣ７１にはモータ６７を制御するための不図示のモータドライバも設けられている。モータ６７及びモータドライバには、ＦＰＣ７１により不図示の電源から電力の供給がなされるとともに、不図示の制御装置からの制御信号が伝達される。

ＦＰＣ７１の一部は、レンズ用筐体３９の側面３９ｂに沿って延びて側面配置部７１ｂを形成し、側面配置部７１ｂには複数の接続端子７１ａが設けられている。また、ＦＰＣ７１の他の一部はレンズ用筐体３９の外周側へ延びて延在部７１ｃを形成し、延在部７１ｃにはコネクタ７２が設けられている。コネクタ７２は、ＦＰＣ７４に設けられたコネクタ７３と接続される。ＦＰＣ７４は、不図示の携帯電話機１の制御装置や電源に接続されており、これによりレンズユニット２３への電力供給や制御装置からの信号の伝達が行われる。なお、ＦＰＣ７４は、センサ基板２６にも接続されている。

図６（ｃ）は、シャッタユニット２２と、レンズユニット２３との電気的な接続方法を示している。図６（ｂ）に示したように、レンズ用筐体３９の爪部３９ｄがシャッタベース３７の延在部３７ｂの孔部３７ｄに係合したとき、ＦＰＣ５７の接続端子５７ａは、ＦＰＣ７１の接続端子７１ａと配置位置に位置する。そして、接続端子５７ａと接続端子７１ａとを半田などにより互いに固定することにより、シャッタユニット２２とレンズユニット２３とは電気的に接続される。

図１０は、光学モジュール２８の受話筐体２への取付方法の変形例を示す図であり、図１０（ａ）は、光学モジュール２８を被写体側（図２の紙面上方側）から見た図であり、図１０（ｂ）は光学モジュール２８の一部を分解して示す斜視図である。この変形例では、光学モジュール２８を受話筐体２に取り付けるためのホルダー８１を有している。

ホルダー８１は、例えば樹脂により形成されている。ホルダー８１は、全体としてシャッタベース３７のベース部３７ａの周囲を囲む枠状に形成され、ベース部３７ａはホルダー８１の開口部８１ａに嵌め込まれて保持されている。ホルダー８１には、携帯電話機１の落下時等の衝撃を吸収するための衝撃吸収部８１ｂが複数設けられている。

具体的には、ベース部３７ａの一端側から外周側に突出し、その後他端側に延びる４つの衝撃吸収部８１ｂが設けられ、ホルダー８１は全体として卍形に形成されている。衝撃吸収部８１ｂの先端には貫通孔８１ｃが設けられ、当該貫通孔８１ｃに挿通されたビス８２は受話筐体２に対して螺合される。従って、衝撃吸収部８１ｂが撓むことにより、シャッタユニット２２への衝撃が緩和される。なお、衝撃吸収部８１ｂには、衝撃吸収部８１ｂの長手方向に延びる長孔が設けられており、衝撃吸収部８１ｂはより撓みやすくなっている。

なお、ホルダー８１の開口部８１ａをシャッタカバー２１と嵌合する大きさにし、ホルダー８１による取り付けと図２に示す取り付けとを併用してもよい。

以上の実施形態によれば、光学モジュール２８を、レンズユニット２３とレンズユニット２３の被写体側に配置されるシャッタユニット２２とを結合して構成することとし、また、レンズユニット２３及びシャッタユニット２２は、それぞれ独自に筐体を有するとともに、当該筐体を結合しているから、シャッタユニット２２の要否に応じてシャッタユニット２２を取り付けることができる。

また、レンズ構成等が互いに異なるレンズユニット群、シャッタ羽根の構成が互いに異なるシャッタユニット群からレンズユニット、シャッタユニットを適宜に選択、組み合わせることにより、撮像素子の種類に適した光学モジュールを構成することが可能であり、シャッタユニット２２、レンズユニット２３の個々の開発に注力することができるとともに光学モジュールの種類も増加する。換言すれば、シャッタユニット２２は、レンズユニット２３との結合に関して互換性を有する複数のシャッタユニット群に含まれるものあり、レンズユニット２３は、シャッタユニット２２との結合に関して互換性を有する複数のレンズユニット群に含まれるものあってもよい。なお、結合に関して互換性を持たせるためには、例えば、シャッタユニット群及びレンズユニット群それぞれにおいて、シャッタベース３７とレンズ用筐体３９とを共通化すればよい。

シャッタユニット２２と、レンズユニット２３との結合は、孔部３９ｄ及び凸部３７ｄ（係合手段）により行っているから、シャッタユニット２２とレンズユニット２３とは着脱可能である。従って、例えば一方に故障が生じたときの取り替え作業が容易である。

シャッタユニット２２、レンズユニット２３を撮像素子２５が取り付けられるセンサ基板２６からも独立して構成していることから、シャッタユニット２２、レンズユニット２３を組み立て、撮像素子２５を取り付けない状態で、シャッタユニット２２、レンズユニット２３の動作確認をすることができる。これにより、高価な撮像素子を取り付けた状態で動作確認をした場合に比較して、不良品の発生によるコスト増加が抑えられる。

シャッタユニット２２は、減光フィルタ５１を更に備えていることから、一層開発負担が軽減される。なお、光学モジュール２８では、減光フィルタ５１がシャッタ羽根５３よりもレンズユニット２３側に配置されている。一般に、シャッタ羽根は光を遮蔽するだけであるので、シャッタ羽根５３のように複数の分割されたシャッタ羽根により構成し、シャッタ羽根及びその移動範囲の小型化を図ることができるが、減光フィルタ５１を分割すると、光が一様に透過しないこととなり画質が低下する。一方、入射光線はレンズユニット２２側ほど断面積が小さくなっている。従って、シャッタ羽根５３よりも減光フィルタ５１をレンズユニット２３側に配置することにより、減光フィルタ５１の小型化が図られる。

レンズユニット２３側に爪部３９ｄを設け、シャッタユニット２２側に爪部３９ｄと係合する孔部３７ｄを設け、当該爪部３９ｄの幅と孔部３７ｄの幅とを同一としているため、レンズユニット２３とシャッタユニット２２との光軸方向の係合がなされるとともに、幅方向の位置決めもなされる。

シャッタユニット２２とレンズユニット２３とは、ＦＰＣ５７及びＦＰＣ７１により電気的に接続されている。従って、例えばシャッタユニット２２にはレンズユニット２３を介して制御信号を伝達すればよく、携帯電話機１の制御装置からシャッタユニット２２に制御信号を伝達するケーブルを独立に設ける必要がない。

また、レンズユニット２３側のＦＰＣ７１の一部をレンズ用筐体２９の側面３９ｂに沿って配置して接続端子７１ａを設けるとともに、シャッタユニット２２側のＦＰＣ５７を側面３９ｂに沿って延出させて接続端子５７ａを設け、接続端子７１ａと接続端子５７ａとが重なるようにしているため接続作業が容易である。

なお、上述の実施形態からは、筐体と、該筐体に収納される撮像素子と、該撮像素子よりも被写体側に配置された光学レンズ群と、該光学レンズ群における光学レンズの少なくとも一部のレンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダを光軸方向に移動させるカムと、該カムを軸受けするカム軸受部と、駆動源からの駆動力を前記カムに伝えるギア群と、該ギア群を支持するシャフトと、該シャフトを軸受けするシャフト軸受部と、前記レンズ群の少なくとも最も被写体側のレンズを位置決め保持するレンズ保持部と、前記最も被写体側のレンズよりも被写体側に配置されたシャッタ部と、を備える光学モジュールの発明を抽出できる。

本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施してよい。本発明の光学モジュールは携帯電話機に用いられるものに限定されず、自動車や監視装置に用いられるものでもよい。シャッタユニットは、絞り兼用であってもよいし、なくてもよい。なお、絞り兼用でない場合にはレンズに対する距離の自由度が向上する。フィルタは、光学レンズの光路に配置されるものであればよく、減光フィルタに限定されない。例えば赤外カットフィルタやローパスフィルタでもよい。また、光路に出し入れ可能であってもよいし、光路に配置されたままでもよい。シャッタユニットとレンズユニットとを結合する係止部及び被係止部は、いずれが凸部でいずれが孔部であってもよい。また、孔部に代えて凹部でもよい。

本発明の実施形態の携帯電話機の外観を開状態で示す斜視図である。 図１の携帯電話機の外観を閉状態で示す斜視図である。 図１の携帯電話機のカメラモジュールを一部分解して示す斜視図である。 図３のカメラモジュールを図１の携帯電話機に取り付けた状態で示す断面図である。 図３のＶ−Ｖ線矢視方向における断面図である。 図３のカメラモジュールをレンズユニットとシャッタユニットとを結合した状態で示す図である。 図３のカメラモジュールの分解斜視図である。 シャッタ羽根及び減光フィルタを示す平面図である。 図３のカメラモジュールのレンズユニットの内部構成を示す斜視図である。 カメラモジュールの取付構造の変形例である。

符号の説明

２２…シャッタユニット、２３…レンズユニット、２８…光学モジュール、３９…レンズ用筐体、３９ｄ…爪部（レンズユニット側結合部）、３９…シャッタベース（シャッタ用筐体）、３７ｂ…延在部（シャッタユニット側結合部）、５３…シャッタ羽根、５６…シャッタ駆動アクチュエータ、６１…光学レンズ。

Claims (6)

1. レンズユニットと該レンズユニットの被写体側に配置されるシャッタユニットとが結合されて構成される光学モジュールであって、
   前記レンズユニットは、
   前記被写体の光像を結像する光学レンズと、
   前記光学レンズを収納するレンズ用筐体と、
   前記レンズ用筐体に設けられたレンズユニット側結合部と、
   を備え、
   前記シャッタユニットは、
   前記光学レンズの光路を開閉するシャッタ羽根と、
   前記シャッタ羽根を収納するシャッタ用筐体と、
   前記シャッタ用筐体に設けられ、前記レンズユニット側結合部と結合するシャッタユニット側結合部と、
   を備えた
   光学モジュール。
2. 前記シャッタユニットは、前記シャッタ用筐体に収納され、前記光学レンズの光路に配置可能なフィルタを更に備えた
   請求項１に記載の光学モジュール。
3. 前記レンズユニット側結合部は、前記レンズ用筐体に設けられた係止部であり、
   前記シャッタユニット側結合部は、前記シャッタ用筐体から前記レンズ用筐体側へ延出する延出部と、当該延出部に形成され、前記係止部に係止される被係止部とを備える
   請求項１又は２に記載の光学モジュール。
4. 前記レンズユニットは、
   前記光学レンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動手段と、
   前記レンズ駆動手段の動作を制御するための電気信号を伝達するレンズユニット側回路基板と、
   を更に備え、
   前記シャッタユニットは、
   前記シャッタ羽根を駆動する羽根駆動手段と、
   前記羽根駆動手段の動作を制御するための電気信号を伝達するシャッタユニット側回路基板と、
   を更に備え、
   前記レンズユニット側回路基板と前記シャッタユニット側回路基板とは電気的に接続されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学モジュール。
5. 前記レンズユニット側回路基板は、前記レンズ用筐体の外面に配置されると共に、レンズユニット側接続端子を備え、
   前記シャッタユニット側回路基板は、前記シャッタ用筐体から前記レンズ用筐体側に延びる延在部と、前記延在部に設けられ、前記レンズユニット側接続端子と接続されるシャッタユニット側接続端子と、を備えた
   請求項４に記載の光学モジュール。
6. 端末筐体と、
   前記端末筐体に収納され、前記端末筐体に設けられた開口部からの光像を結像させる光学モジュールと、
   前記光学モジュールにより結像された光像に応じた電気信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子からの電気信号に基づく画像を表示する表示部と、
   を備え、
   前記光学モジュールは、
   レンズユニットと、
   前記レンズユニットの被写体側に配置されるシャッタユニットと、
   を備え、
   前記レンズユニットは、
   前記被写体の光像を結像する光学レンズと、
   前記光学レンズを収納するレンズ用筐体と、
   前記レンズ用筐体に設けられたレンズユニット側結合部と、
   を備え、
   前記シャッタユニットは、
   前記光学レンズの光路を開閉するシャッタ羽根と、
   前記シャッタ羽根を収納するシャッタ用筐体と、
   前記シャッタ用筐体に設けられ、前記レンズユニット側結合部と結合するシャッタユニット側結合部と、
   を備えた
   携帯端末。
   

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