JP2007093707A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、レンズを駆動するカメラモジュールに関し、特に、衝撃、振動がかかっても破損しにくいカメラモジュールに関する。 The present invention relates to a camera module that drives a lens, and more particularly, to a camera module that is not easily damaged even when subjected to an impact or vibration.
近年、カメラモジュールを搭載した携帯電話や情報端末等の携帯情報機器が増えている。また、このような携帯情報機器は、さらなる小型化、薄形化が求められている。また、携帯情報機器に搭載されるカメラモジュールは、パンフォーカスといわれる固定焦点型からオートフォーカス機能やズーム機能などを有する可動焦点型へと高機能化が図られているが、携帯情報機器の小型化、薄型化の要求からカメラモジュール自体にも小型化、薄型化の要求がある。一方、このようなカメラモジュールには、使用者が誤って携帯情報機器を落下しても壊れないという耐落下性能が要求される。例えば、携帯機情報器を1.7mの高さからコンクリートブロックに落とした際に発生する落下衝撃加速度は一般に6000G程度と言われているが、特にカメラモジュールは高機能化が図られているために構造が複雑になり、使用する部品の強度が不足がちで、そのためカメラモジュール自体の耐落下衝撃性が低くなっている。 In recent years, mobile information devices such as mobile phones and information terminals equipped with camera modules are increasing. Further, such portable information devices are required to be further reduced in size and thickness. In addition, camera modules installed in portable information devices have been improved in functionality from fixed focus types called pan-focus to movable focus types that have autofocus and zoom functions. Due to the demand for reduction in size and thickness, the camera module itself is also required to be reduced in size and thickness. On the other hand, such a camera module is required to have a drop-proof performance that does not break even if the user accidentally drops the portable information device. For example, the drop impact acceleration that occurs when a portable information device is dropped from a height of 1.7 m onto a concrete block is generally said to be about 6000 G, but in particular, the camera module is highly functional. In addition, the structure is complicated, and the strength of the parts used tends to be insufficient, so that the drop impact resistance of the camera module itself is low.
この問題を解決するために、特開2004−61530号公報(特許文献1)に記載の携帯電話では、その携帯電話自体の相対向する正面側筐体と背面側筐体からそれぞれ緩衝材を介してカメラモジュール全体を挟持する構造を採用している。その構造を、図8を用いて詳細に説明すると、携帯電話310は、金属材製または樹脂材製の本体320と、画像撮像部330と、実装基板340とを備えている。上記本体320は、正面側筐体(第1筐体)321と、この正面側筐体321に相対向して配置された背面側筐体(第2筐体)322とからなる。上記画像撮像部330は、カメラモジュール300と緩衝装置332とからなる。この緩衝装置332は、正面側筐体321と背面側筐体322とにそれぞれ固着された樹脂等の緩衝材333と334からなる。上記緩衝材333は、その側面の固定部333aがカメラモジュール300の側面に当接する一方、その上端面333bが正面側筐体321の内壁面321aに接着されている。一方、上記緩衝材334は、その側面に設けられた固定部334aがカメラモジュール300のモジュール用基板300bに当接する一方、その下端面334bが背面側筐体322の内壁面322aに固着されている。上記実装基板340は、ガラスエポキシ材製の配線基板341と、この配線基板341上に実装された電子部品342と、上述したモジュール用基板300bとの接続に供される信号線343とを備えている。
In order to solve this problem, in the mobile phone described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-61530 (Patent Document 1), a cushioning material is interposed between the front-side housing and the back-side housing of the mobile phone itself. The structure that holds the entire camera module is adopted. The structure will be described in detail with reference to FIG. 8. The
このように構成された携帯電話装置310は、カメラモジュール300が正面側筐体321および背面側筐体322に、緩衝材332および334を介して支持されているので、床等に落下した際や車両運搬時等に衝撃や振動が作用した場合であっても、その衝撃等が緩和されるため、カメラモジュール300の破損を防止することができる。
In the
ところで、携帯電話等の携帯情報機器では、上述した小型化、薄型化とは別に、位置探索機能や音楽配信機能といった高機能化に対する要求も強く、そのために携帯情報機器内部のスペースがなくなりつつあるため、比較的大きな部品であるカメラモジュールを、本体に緩衝材を介して取り付けることが難しくなってきている。この高機能化の要請と小型化、薄形化の要請とが相俟って、本体内に、緩衝材自体を入れるスペースが無くなってきている。 By the way, in portable information devices such as mobile phones, apart from the above-described miniaturization and thinning, there is a strong demand for higher functions such as a position search function and a music distribution function. Therefore, it has become difficult to attach a camera module, which is a relatively large component, to the main body via a cushioning material. The demand for high functionality and the demand for miniaturization and thinning combine with each other, and there is no space in the main body for the buffer material itself.
ところが、高機能化されたカメラモジュールでは、その重量増加による落下衝撃力が増大するため、より衝撃吸収能力の高い緩衝材が必要であり、そのために更なるスペースの増大とそれに伴うコスト増が必要になるという問題がある。 However, a highly functional camera module requires a shock-absorbing material with higher shock absorption capacity because of its increased drop impact force due to its increased weight, which in turn requires additional space and associated cost increases. There is a problem of becoming.
また、特許文献1の携帯電話では、カメラモジュール300と正面側筐体321との間、および、カメラモジュール300と背面側筐体322との間に、それぞれ、緩衝材333および334を設けているので、携帯電話自体の構造を変更した際に、緩衝材333,334自体の構造も変更しなければならなくて、結局、製造コストが高くなるという問題がある。
そこで、この発明の課題は、カメラモジュールと携帯情報機器の本体との間に緩衝装置を必ずしも設ける必要がなくて、カメラモジュール自体が耐落下衝撃性を持ち、しかも、小型化、薄型化できるカメラモジュールを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is not to necessarily provide a shock absorber between the camera module and the main body of the portable information device, the camera module itself has a drop impact resistance, and can be reduced in size and thickness. To provide a module.
上記課題を解決するため、この発明のカメラモジュールは、
第1の筐体と、
この第1の筐体に設けられると共に、光学ベースと、この光学ベースに搭載された複数の光学素子とを含む光学系と、
上記光学ベースを上記第1筺体に支持する緩衝機構と、
上記第1の筐体に、上記光学系の少なくとも一部を覆うように、取り付けられた第2の筺体と、
上記第2の筺体に設けられると共に、上記光学系内の特定の光学素子を光軸方向に移動させるための駆動機構と、
上記特定の光学素子と上記駆動機構とを弾性的に接続して、上記駆動機構の動力を上記特定の光学素子に伝達する動力伝達部と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the camera module of the present invention is:
A first housing;
An optical system provided in the first casing and including an optical base and a plurality of optical elements mounted on the optical base;
A buffer mechanism for supporting the optical base on the first housing;
A second housing attached to the first housing so as to cover at least a part of the optical system;
A drive mechanism provided on the second housing and for moving a specific optical element in the optical system in the optical axis direction;
A power transmission unit that elastically connects the specific optical element and the drive mechanism and transmits the power of the drive mechanism to the specific optical element is provided.
上記構成によれば、カメラモジュール自体の内部に緩衝機構を設けているので、従来のようにカメラモジュールと携帯情報機器の本体との間に緩衝機構を設ける必要がなくて、携帯情報機器の構造を変更した際に、このカメラモジュールをそのまま使用できる。したがって、このカメラモジュールは、種々の構造の携帯情報機器にそのまま適用できて汎用性が高く、ひいては、携帯情報機器の製造コストを低減できる。 According to the above configuration, since the buffer mechanism is provided inside the camera module itself, there is no need to provide a buffer mechanism between the camera module and the main body of the portable information device as in the prior art. This camera module can be used as is when the camera is changed. Therefore, this camera module can be directly applied to portable information devices having various structures and has high versatility. As a result, the manufacturing cost of the portable information device can be reduced.
また、このカメラモジュールは、上記第1の筐体に設けた光学系と、第2の筐体に設けた駆動機構とを分離し、この駆動機構と光学系の特定の光学素子とを弾性的に動力伝達部で接続している。そして、上記光学系の光学ベースを緩衝機構で第1の筐体に支持している。このように、衝撃、振動に対して比較的に強く、かつ、比較的に質量の大きな駆動機構と、衝撃、振動に比較的に弱い光学系とを分離しているので、光学系にかかる衝撃力等の加速度が比較的小さくて、大きな耐落下衝撃性を得ることができ、かつ、緩衝機構を簡素化できて、小型化、薄型化、低コスト化を達成できる。上記駆動機構と上記特定の光学素子とは、動力伝達部で弾性的に接続しているから、上記駆動機構に大きな落下衝撃力が加わっても、上記光学系に加わる衝撃力が緩和されるのである。 The camera module separates the optical system provided in the first casing and the drive mechanism provided in the second casing, and elastically connects the drive mechanism and a specific optical element of the optical system. It is connected to the power transmission part. The optical base of the optical system is supported on the first housing by a buffer mechanism. In this way, the drive mechanism that is relatively strong against shock and vibration and has a relatively large mass is separated from the optical system that is relatively weak against shock and vibration. The acceleration of force and the like is relatively small, a large drop impact resistance can be obtained, and the shock absorbing mechanism can be simplified to achieve a reduction in size, thickness and cost. Since the drive mechanism and the specific optical element are elastically connected by a power transmission unit, even if a large drop impact force is applied to the drive mechanism, the impact force applied to the optical system is reduced. is there.
1実施形態では、上記緩衝機構は、板状の緩衝材を含む。 In one embodiment, the buffer mechanism includes a plate-shaped buffer material.
上記実施形態によれば、板状の緩衝材で光学ベースを支持するので、カメラモジュールを薄型化、小型化することができる。 According to the above embodiment, since the optical base is supported by the plate-shaped buffer material, the camera module can be reduced in thickness and size.
また、1実施形態では、上記緩衝機構は、上記第1の筐体を挟む緩衝材を介して上記光学系を支持している。 In one embodiment, the buffer mechanism supports the optical system via a buffer material that sandwiches the first housing.
上記実施形態によれば、上記緩衝機構は、第1の筐体を挟む緩衝材で、上記光学系の光学ベースを両方向に弾性的に支持するので、緩衝機構を簡素化、薄型化、小型化でき、ひいては、カメラモジュールを簡素化、小型化、薄型化することができる。 According to the embodiment, the buffer mechanism is a buffer material that sandwiches the first housing, and elastically supports the optical base of the optical system in both directions. Therefore, the buffer mechanism is simplified, thinned, and miniaturized. As a result, the camera module can be simplified, reduced in size, and reduced in thickness.
また、上記緩衝材が圧縮される方向である1方向にしか衝撃緩和作用が無い場合でも、第1の筐体を両側から緩衝材で挟んで、光学ベースを支持するので、2方向に衝撃緩和効果が得られるのである。 Even when the shock absorbing material has only one direction, which is the direction in which the shock absorbing material is compressed, the first base is sandwiched between the shock absorbing materials from both sides, and the optical base is supported, so the shock is reduced in two directions. The effect is obtained.
また、1実施形態では、上記緩衝機構は、上記光学系と上記第1の筺体の内面との間の緩衝材と、上記第1の筺体の外面に当接する緩衝材と、上記両緩衝材および第1の筺体を挿通して先端が光学系のネジ穴に螺合すると共に頭部が上記緩衝材に支持されるネジとを含む。 In one embodiment, the buffer mechanism includes a buffer material between the optical system and the inner surface of the first housing, a buffer material in contact with the outer surface of the first housing, the both buffer materials, The screw includes a screw that is inserted through the first housing and has a tip screwed into a screw hole of the optical system and a head supported by the cushioning material.
上記実施形態によれば、上記緩衝機構を、上記第1の筺体の両面側に設けた緩衝材と、その両緩衝材を挿通して光学ベースに先端が螺合すると共に頭部が緩衝材に支持されるネジとにより構成しているので、緩衝機構が小型化できる。 According to the above embodiment, the buffer mechanism includes the buffer material provided on both sides of the first casing, the buffer material is inserted through the buffer material, the tip is screwed into the optical base, and the head is the buffer material. Since it is comprised by the screw supported, a buffer mechanism can be reduced in size.
また、1実施形態では、上記ネジは、上記第1の筐体の略直交する3方向の面に投影された上記光学系の重心の像の位置を囲むように、配置されている。 In one embodiment, the screw is disposed so as to surround the position of the image of the center of gravity of the optical system projected on the surfaces in three directions substantially orthogonal to the first casing.
上記実施形態によれば、上記ネジおよびそのネジの頭部に当接する緩衝材が、上記略直交する3方向の面に投影された上記光学系の重心の像の位置を囲むように、配置されているので、カメラモジュールが回転しながら落下したときの光学系の回転モーメントによる生じるあらゆる方向の回転衝撃力に対しても、光学系を緩衝機構で十分に保護することができる。 According to the embodiment, the screw and the cushioning material that contacts the head of the screw are arranged so as to surround the position of the image of the center of gravity of the optical system projected on the planes in the three substantially orthogonal directions. Therefore, the optical system can be sufficiently protected by the buffer mechanism against the rotational impact force in all directions caused by the rotational moment of the optical system when the camera module falls while rotating.
また、1実施形態では、上記ネジは、上記第1の筐体の略直交する3方向の面において端部に配置されている。 In one embodiment, the screw is disposed at an end portion of a surface in three directions substantially orthogonal to the first casing.
上記実施形態によれば、上記ネジおよびそのネジの頭部に当接する緩衝材が、上記第1の筐体の略直交する3方向の面の端部に配置されているので、回転衝撃力が光学系に作用するのを効果的に緩和することができる。 According to the embodiment, since the screw and the cushioning material that contacts the head of the screw are arranged at the end portions of the surfaces of the first casing in the three orthogonal directions, the rotational impact force is The action on the optical system can be effectively mitigated.
また、1実施形態では、上記緩衝機構は、上記光学系の光学ベースを互いに交わる3方向に上記第1の筺体に支持する。 In one embodiment, the buffer mechanism supports the optical base of the optical system on the first casing in three directions intersecting each other.
上記実施形態によれば、上記緩衝機構が、上記光学系の光学ベースを互いに交わる3方向に第1の筺体に支持するので、緩衝機構を簡素化、小型化、薄型化、低コスト化できて、ひいては、カメラモジュールを簡素化、小型化、薄型化、低コスト化することができる。もし、光学ベースを6面で、つまり、直交する6方向に支持するならば、緩衝機構が複雑化、大型化し、厚くなり、高価になるのである。 According to the above embodiment, since the buffer mechanism supports the optical base of the optical system to the first casing in three directions intersecting each other, the buffer mechanism can be simplified, reduced in size, reduced in thickness, and reduced in cost. As a result, the camera module can be simplified, reduced in size, reduced in thickness, and reduced in cost. If the optical base is supported on six surfaces, that is, in six orthogonal directions, the buffer mechanism becomes complicated, large, thick, and expensive.
また、1実施形態では、上記動力伝達部は、ラック部を有するラック付き板バネを含む。 In one embodiment, the power transmission part includes a leaf spring with a rack having a rack part.
上記実施形態によれば、上記動力伝達部が、ラック付き板バネを含むので、上記駆動機構の比較的大きな重量による衝撃力がラック付き板バネに吸収されて、光学系に加わる衝撃力を減少することができる。しかも、上記ラック付き板バネは、ラック部を有するので、衝撃を吸収できる上に、駆動機構からの動力の伝達を確実に行うことができる。 According to the embodiment, since the power transmission unit includes the leaf spring with a rack, the impact force due to the relatively large weight of the drive mechanism is absorbed by the leaf spring with the rack, and the impact force applied to the optical system is reduced. can do. Moreover, since the leaf spring with rack has a rack portion, it can absorb an impact and can reliably transmit power from the drive mechanism.
この発明によれば、カメラモジュール自体に耐落下衝撃性を持たせることができ、しかも、カメラモジュールを小型化、薄型化、低コスト化することができる。 According to the present invention, the camera module itself can be provided with a drop impact resistance, and the camera module can be reduced in size, thickness, and cost.
以下、この発明のカメラモジュールを図示の実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the camera module of the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
図1はこの実施形態のカメラモジュールの斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of the camera module of this embodiment.
このカメラモジュール20は、主に、光学ユニット30と、ズーム・フォーカスレンズ駆動部40と、撮像素子50とから構成されている。
The
図2は、このカメラモジュール20の分解斜視図である。このカメラモジュール20の光学系においては、入射光線は、被写体側に固定された第1撮像レンズ21を通過した後、この第1撮像レンズ21の後方の光路変換素子22により90度曲げられて、フォーカスレンズ23、ズームレンズ24、第2撮像レンズ25の順に通過して、撮像素子50に向かう。上記フォーカスレンズ23およびズームレンズ24はそれぞれ第1レンズホルダ32と第2レンズホルダ33に保持されて、矢印X1とX2の方向に摺動自在に光学ベース31に組み付けられている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
なお、上記光学系とは、上記第1撮像レンズ21、光路変換素子22、フォーカスレンズ23、ズームレンズ24、第2撮像レンズ25等の光学素子と、第1レンズホルダ32、第2レンズホルダ33、光路変換素子用の台80等の光学部品と、図示しない調整機構と、光学ベース31との全体を指し、換言すると、光学ベース31およびその光学ベース31に搭載された光学関連部品からなる。
The optical system includes optical elements such as the
上記光学ユニット30は、光軸K1の方向に沿って細長くて上方が開口し、また、ズーム・フォーカスレンズ駆動部40も同様に光軸K1の方向に沿って細長くて下方が開口している。上記光学ユニット30の開口した上側と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40の開口した下側とを合わせて密着することによって、カメラモジュール20本体の外観形状の一部が構成される。
The
図3および4にズーム・フォーカスレンズ駆動部40の構成を示す。このズーム・フォーカスレンズ駆動部40は、第2の筐体39の一部を構成する断面略U字形状のギアケース41と、このギアケース41に設けられた駆動機構42,45a,48a,43,46a,48bとからなる。この駆動機構42,45a,48a,43,46a,48bは、上記フォーカスレンズ23を駆動するためのフォーカス駆動機構42,45a,48aと、上記ズームレンズ24を駆動するためのズーム駆動機構43,46a,48bとからなる。
3 and 4 show the configuration of the zoom / focus
詳しくは、上記ギアケース41内に、光軸K1に沿って矢印X1からX2の方向に、上記フォーカス駆動機構42,45a,48aを構成するフォーカス用モータ42、フォーカス用リードスクリュー45a、および、上記フォーカス用モータ42の動力をフォーカス用リードスクリュー45aに伝達するためのフォーカス用伝達ギア48a(図4および7を参照)が挿入されている。さらに、上記ギアケース41内に、光軸K1に沿って矢印X2からX1の方向に、上記ズーム駆動機構43,46a,48bを構成するズーム用モータ43、ズーム用リードスクリュー46a、および、上記ズーム用モータ43の動力をズーム用リードスクリュー46aに伝達するためのズーム用伝達ギア48bが挿入されている。
Specifically, in the
上記フォーカス駆動機構42,45a,48aはギアケース41とフォーカス駆動部用カバー44aにより挟持され、ネジ49aで固定されている。また、上記ズーム駆動機構43,46a,48bはギアケース41とズーム駆動機構用カバー44bにより挟持され、ネジ49bで固定されている。上記リードスクリュー45aおよび46aの各外端部は、カバー44aおよび44bでそれぞれ支持される一方、中央側の端部は、上記ギアケース41の中央に設けた支持部41cで支持されている。
The
なお、上記フォーカス用リードスクリュー45aには、フォーカス用リードスクリュー用予圧バネ47aによって予圧が与えられている。また、上記ズーム用リードスクリュー46aには、ズーム用リードスクリュー用予圧バネ47bによって予圧が与えられている。
The
上記ギアケース41、カバー44aおよびカバー44bは、第2の筐体39の一例を構成する。
The
次に、図5および6を参照しながら、上記光学ユニット30の構成を説明する。
Next, the configuration of the
まず、図2、5および6に示すように、上記光学ユニット30は、第1の筐体29と、この第1の筐体29に収容された光学ベース31と、この光学ベース31に搭載された複数の光学素子等の光学関連部品と、上記光学ベース31を第1の筐体29に弾性的に支持する後記する緩衝機構とからなる。
First, as shown in FIGS. 2, 5, and 6, the
より詳しく説明すると、図5に示すように、主ガイド軸34および副ガイド軸35は、各両端を、ガイド押さえバネ81a〜81dにより、光学ベース31に向けて押し付けて固定されている。上記主軸ガイド34は虫ネジ70c、70dおよび71a、71bにより光軸k1に対して直交する2方向に調整可能になっている。一方、上記副軸ガイド35は、両端部に当接する虫ネジ70a(片側のみ示す)により光軸k2の方向にのみ調整可能となっている。
More specifically, as shown in FIG. 5, the
上記光学ベース31には、第1撮像レンズ21、例えばプリズムやミラーからなる光路変換素子22および第2撮像レンズ25からなる固定光学素子と、フォーカスレンズ23およびズームレンズ24からなる移動レンズとが搭載されている。上記フォーカスレンズ23およびズームレンズ24は、それぞれ、第1レンズホルダ32、第2レンズホルダ33に保持されており、この第1レンズホルダ32、第2レンズホルダ33は、それらのブラケット部32a,33aを主ガイド軸34に摺動自在に嵌合して、主ガイド軸34および副ガイド軸35に沿って矢印X1とX2の方向に摺動自在に組み付けられている。
The
また、上記第1レンズホルダ32、第2レンズホルダ33のブラケット部32a、33aには、ラック部36a、37aを有するラック付き板バネ36、37をそれぞれ固定している。上記ラック部36a、37aは、それぞれズーム・フォーカスレンズ駆動部40のフォーカス用リードスクリュー45aおよびズーム用リードスクリュー46aに噛合するように設けられている。上記ラック付き板バネ36、37は、動力伝達部の一例を構成する。
Further, rack springs 36 and 37 having
上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40から光学ユニット30への動力伝達は、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40のフォーカス用リードスクリュー45aおよびズーム用リードスクリュー46aと、ラック付き板バネ36、37に設けたラック部36a、37aが弾性的に歯合することによって行われる。このため、ズーム・フォーカス駆動部40から光学ユニット30へ直接的に衝撃が伝わることがない。なお、上述の例では、ラック部36a、37aをラック付き板バネ36,37に設けたが、板バネに限らず、例えばゴムなどの他の弾性体にラック部を設けて、衝撃力の伝達を緩和するようにしてもよい。
Power transmission from the zoom / focus
また、上記第2撮像レンズ25は、第2撮像レンズホルダ82にマウントされている。上記第2撮像レンズホルダ82は、第1撮像レンズ21、光路変換素子22、フォーカスレンズ23およびズームレンズ24を光学ベース31に組み付ける際に生じる組立誤差や各部品の加工公差等から生じる光学収差をキャンセルするために、光軸k1に対して直交する方向に並進させたりチルトさせたりする、所謂空間姿勢調整を行って、光学ベース31に固定される。このときの固定には接着剤が使用される。さらに、図示していないが、図1および2に示す撮像素子50も第2撮像レンズ25と同様の理由で空間姿勢調整を行って、光学ベース31および第2撮像レンズホルダ82のみに対して接着等で固定される。
The
図6および図7は、上記光学ユニット30に設けられた緩衝機構を示している。
6 and 7 show a buffer mechanism provided in the
まず、図6を用いて説明する。上記光学ベース31の略直交する3面、つまり、底面(底部)31bと、互いに隣接する2つの側面(側壁)31a,31cとからなる3面に対して、例えばゴムからなる略矩形の板状の緩衝材60b,60a,60cを取り付けて、この略矩形の緩衝材60b,60a,60cの取り付けられた光学ベース31を、第1の筐体29内に収容する。こうして、上記第1の筐体29の略直交する3面、つまり、底面(底部)29b、および、互いに隣接する側面(側壁)29a,29cからなる3面と、光学ベース31の底面31b、および、互いに隣接する2つの側面31a,31cからなる3面との間に、略矩形の板状の緩衝材60b,60a,60cを配置する。
First, it demonstrates using FIG. A substantially rectangular plate made of rubber, for example, with respect to three surfaces substantially perpendicular to the
また、上記第1の筐体29の底面29bの4隅近傍に4つの貫通孔(図示せず)を設けると共に、上記矩形の緩衝材60bにも、上記底面29bの4つの貫通孔に対向する4つの貫通孔60dを設けている。また、上記第1の筐体29の各側面29a,29cの両端部に貫通孔29dを設けると共に、矩形の板状の緩衝材60a,60cにも、上記貫通孔29dに対向する貫通孔60dを設けている。さらに、上記第1の筐体29の外面側、かつ、上記合計8つの貫通孔29dの設けられた位置に、例えばゴムからなる円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612cを設けている。さらにまた、上記第1の筐体29の上記8つの貫通孔29dに対向する上記光学ベース31の位置に、ネジ穴31dを設けている。
Further, four through holes (not shown) are provided in the vicinity of the four corners of the
上記第1の筐体29の外側から、ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cを、上記円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612c、上記第1の筐体29の貫通孔29d、および、上記矩形の板状の緩衝材60b,60a,60cの貫通孔60dに順次挿通して、これらのネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cの先端を、光学ベース31のネジ穴31dに螺合している。これにより、図6および7に示すように、上記第1の筺体29の底部29bと光学ベース31の底部31bとは、矩形の板状の緩衝材60bを挟んでネジ621b,622b,623b,624bで締結されると共に、上記円板状の緩衝材611b,612b,613b,614bが、上記第1の筺体29の底部29bと上記ネジ621b,622b,623b,624bの頭部との間に挟まれることになる。したがって、上記矩形の板状の緩衝材60b、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614bが圧縮方向にしか緩衝作用を持っていなくても、上記板状の緩衝材60bと、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614bとを介して、上記第1の筐体29の底部29bの上下両面から、上記光学ベース31が支持することになって、上下両方向に対して緩衝効果が得られる。同様に、上記第1の筺体29の側壁つまり側部29cと光学ベース31の側壁つまり側部31cとは、矩形の板状の緩衝材60cを挟んでネジ621c,622cで締結されると共に、上記円板状の緩衝材611c,612cが、上記第1の筺体29の側部29cと上記ネジ621c,622cの頭部との間に挟まれることになる。したがって、上記矩形の板状の緩衝材60c、円板状の緩衝材611c,612cが圧縮方向にしか緩衝作用を持っていなくても、上記矩形の板状の緩衝材60cと、円板状の緩衝材611c,612cとを介して、上記第1の筐体29の側部29cの左右両面から、上記光学ベース31が支持することになって、左右両方向に対して緩衝効果が得られる。
From the outside of the
上述のように、上記矩形の板状の緩衝材60b,60a,60c、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612c、および、ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cを配置することによって、緩衝機構の一例が構成される。
As described above, the rectangular plate-shaped
本来、緩衝材は圧縮する方向にしか衝撃緩和効果がないため、緩衝機構は光学ベース31の6面に対して設ける必要があるが、光学ベース31の上面には光学部品がマウントされているため、構造上、緩衝機構を設けることができない。
Originally, since the shock absorbing material has an impact mitigating effect only in the compressing direction, it is necessary to provide the shock absorbing mechanism with respect to the six surfaces of the
しかし、上述のように、上記第1の筐体29の両面を緩衝材で挟んで光学ベース31を支持するように、緩衝機構を構成することによって、光学ベース31の底面方向からの落下のみならず上面方向からの落下に対しても、衝撃緩和効果が得られるのである。より詳しくは、上記直交する3面だけに上記緩衝機構を設けることによって、あらゆる方向の衝撃に対しても、緩衝効果を得ることができるのである。
However, as described above, by configuring the buffer mechanism so as to support the
上記構成の緩衝機構を用いることによって、カメラモジュール全体のレイアウトが簡単になるだけでなく、光学ユニット30の内部の設計自由度も上がり、また、カメラモジュール20の小型化、薄型化を達成できる。
By using the buffer mechanism having the above-described configuration, not only the layout of the entire camera module is simplified, but also the degree of freedom in designing the
上記ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cの頭部の径は、その頭部が円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612cを圧縮する方向に衝撃力が加わった際に、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612cに対して押圧する力を分散するため、なるべく大きいものを使用するのが好ましい。また、上記円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612c、および、ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cを設置する位置は、第1の筐体29の直交する3面29b,29a,29cのそれぞれに対して2次元的に投影された光学系の重心の像を囲むように、上記重心の像の両側、かつ、上記面29b,29a,29cの端部に位置している。こうすることによって、上記光学系の重心周りの回転モーメントにより生じる衝撃力も緩和できるため、携帯情報機器が自由落下するだけでなく、回転しながら落下した場合でも、衝撃力を緩和できる。
The diameters of the heads of the
ここで、上記光学系とは、上記第1撮像レンズ21、光路変換素子22、フォーカスレンズ23、ズームレンズ24、第2撮像レンズ25等の光学素子と、第1レンズホルダ32、第2レンズホルダ33等の光学部品と、主ガイド軸34、副ガイド軸35等の光学調整機構等の光学関連部品総てと、この光学関連部品を搭載する光学ベース31との全体を意味する。
Here, the optical system includes optical elements such as the
上記円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612c、および、ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cを設置する位置は、上記光学系の重心の像からできるだけ離れている方が、携帯情報機器が回転しながら落下した場合に、光学系に対する衝撃力を緩和する上で、好ましい。
The positions where the disk-shaped
上記構成のカメラユニット20によれば、上記光学ユニット30は、光学ベース31と、この光学ベース31に搭載された光学素子および調整機構も含めたすべての光学関連部品と、上記光学ベース31を収容する第1の筐体29と、上記緩衝機構とから構成されていて、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40から分離されている。そして、上記光学ユニット30の第1の筐体29と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40の第2の筐体39とは、フォーカス用リードスクリュー45aとラック付き板バネ36のラック部36aとを弾性的に噛合させ、ズーム用リードスクリュー46aとラック付き板バネ37のラック部37aとを弾性的に歯合させるように、重ね合わせて一体にしてカメラモジュール20を形成している。
According to the
このように、上記光学ユニット30に搭載された光学系と、比較的質量の大きな上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40とを分離し、この光学系のうちの特定の光学素子であるフォーカスレンズ23,ズームレンズ24のための光学部品である第1レンズホルダ32,第2レンズホルダ33と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40のフォーカス用リードスクリュー45aおよびズーム用リードスクリュー46aとをラック付き板バネ36,37で弾性的に連結し、かつ、上記光学系を搭載した光学ベース31を緩衝機構を介して第1の筐体29に弾性的に支持しているので、上記光学系にかかる衝撃力を低減でき、かつ、緩衝機構を小型化、薄型化することができる。
Thus, the optical system mounted on the
ところで、上記光学ユニット30の組み立てには接着剤が多く使用されるが、この接着剤としては、カメラモジュール20の耐環境性能、特に80℃付近での高温放置時における光学素子の位置変化を抑制するために、例えばエポキシ系の硬化収縮率が小さく、硬化時のヤング率が高い接着剤が使用される。この種類の接着剤は衝撃に弱く、カメラモジュール20の落下時等には、接着部分が割れて光学部品が脱落することがあった。
By the way, an adhesive is often used for assembling the
しかし、上述のように、上記光学ベース31を第1の筐体29に上記緩衝機構を介して支持しているので、カメラモジュール20を床等に落下した際や車両運搬時等に衝撃や振動が作用した場合であっても、衝撃や振動が緩和された状態で光学ベース31に伝達されるため、光学ユニット30の破損を防止することができる。
However, as described above, since the
なお、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40は、バルク状のギアケース41に、金属製のモータ42,43を組込み、その端部をカバー44a、44bによりネジ49a,49bで固定する所謂ボックス構造になっているため、上記ギアケース41内部で支持される金属性のモータ42,43自体が剛性メンバーとなって、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40自体の強度が高くなっている。したがって、落下時に衝撃がかかっても、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部40が破損することは殆どない。
The zoom / focus
また、上記カメラモジュール20では、全体に対して緩衝機構を設けているのではなくて、光学ユニット30にのみ緩衝機構を設けているため、緩衝機構自体が受ける落下衝撃力等が小さく、緩衝機構を簡素化できて、緩衝機構自体の小型化、薄型化、低コスト化の面で有利となる。さらに、上記緩衝機構自体が受ける落下衝撃力を小さくするために、光学ベース31をマグネシュウム合金等の軽量で剛性の高い材料とすることで、さらに小型化、薄型化が図れるだけでなく、静剛性も高くなるため、光学部品を組み付ける際の調整段階にかかる外力によって変形することがなくなって、高精度に組み付けることができる。
Further, the
上記実施形態では、緩衝機構は、上記矩形の板状の緩衝材60b,60a,60cと、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612cと、ネジ621b,622b,623b,624b;621a,622a;621c,622cとを用いて、第1の筐体29の両面を上記矩形の板状の緩衝材60b,60a,60cと、円板状の緩衝材611b,612b,613b,614b;611a,612a;611c,612cとで挟むようにしていたが、緩衝機構の構成はこれに限らない。例えば、ネジを用いないで、光学ベース31と第1の筐体29との間にのみに板状の緩衝材を設け、この板状の緩衝材の両面に、光学ベース31と第1の筐体29とを接着剤で接着するようにしてもよい。
In the embodiment, the buffer mechanism includes the rectangular plate-shaped
また、上記実施形態では、緩衝材は略矩形、または、円板状で、ゴムからなっていたが、緩衝材の形状、材質は、これに限らず、楕円、多角形等の形状、エラストマー等の材質を用いてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the buffer material was substantially rectangular or disk shape, and consisted of rubber | gum, the shape and material of a buffer material are not restricted to this, Shapes, such as an ellipse and a polygon, an elastomer, etc. The material may be used.
以上のように、この発明によれば、カメラモジュール内部に緩衝機構を設けているので、カメラモジュールを汎用化でき、かつ、落下による衝撃や運搬時の振動が作用した場合であっても、カメラモジュール自体が破損することを防止することができるだけでなく、このカメラモジュールを搭載する携帯情報機器の小型化、薄型化および低コスト化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, since the buffer mechanism is provided inside the camera module, the camera module can be generalized, and even when a shock due to dropping or vibration during transportation acts, Not only can the module itself be prevented from being damaged, but also a portable information device equipped with this camera module can be reduced in size, thickness and cost.
また、上記カメラモジュール内部の衝撃に弱い光学ユニットにのみ緩衝機構を設けているので、緩衝機構の省スペース化が図れて、カメラモジュール自体も小型化、薄型化できる。 In addition, since the buffer mechanism is provided only in the optical unit that is vulnerable to the shock inside the camera module, the space of the buffer mechanism can be saved, and the camera module itself can be reduced in size and thickness.
20 カメラモジュール
21 第1撮像レンズ
22 光路変換素子
23 フォーカスレンズ
24 ズームレンズ
25 第2撮像レンズ
29 第1の筐体
30 光学ユニット
31 光学ベース
32 第1レンズホルダ
33 第2レンズホルダ
34 主ガイド軸
35 副ガイド軸
36,37 ラック付き板バネ
36a,37a ラック部
39 第2の筐体
40 ズーム・フォーカスレンズ駆動部
41 ギアケース
42 フォーカス用モータ
43 ズーム用モータ
44a フォーカス駆動部用カバー
44b ズーム駆動部用カバー
45a フォーカス用リードスクリュー
46a ズーム用リードスクリュー
47a フォーカス用リードスクリュー与圧バネ
47b ズーム用リードスクリュー与圧バネ
48a フォーカス用伝達ギア
48b ズーム用伝達ギア
50 撮像素子
60a,60b,60c 矩形の板状の緩衝材
611b,612b,613b,614b,611a,612a,611c,
612c 円板状の緩衝材
621b,622b,623b,624b,621a,622a,621c,
622c ネジ
K1,K2 光軸
DESCRIPTION OF
612c Disc-shaped
622c Screw K1, K2 Optical axis
Claims (8)
この第1の筐体に設けられると共に、光学ベースと、上記光学ベースに搭載された複数の光学素子とを含む光学系と、
上記光学ベースを上記第1筺体に支持する緩衝機構と、
上記第1の筐体に、上記光学系の少なくとも一部を覆うように、取り付けられた第2の筺体と、
上記第2の筺体に設けられると共に、上記光学系内の特定の光学素子を光軸方向に移動させるための駆動機構と、
上記特定の光学素子と上記駆動機構とを弾性的に接続して、上記駆動機構の動力を上記特定の光学素子に伝達する動力伝達部と
を備えることを特徴とするカメラモジュール。 A first housing;
An optical system provided in the first casing and including an optical base and a plurality of optical elements mounted on the optical base;
A buffer mechanism for supporting the optical base on the first housing;
A second housing attached to the first housing so as to cover at least a part of the optical system;
A drive mechanism provided on the second housing and for moving a specific optical element in the optical system in the optical axis direction;
A camera module comprising: a power transmission unit that elastically connects the specific optical element and the drive mechanism to transmit power of the drive mechanism to the specific optical element.
The camera module according to claim 1, wherein the power transmission unit includes a leaf spring with a rack having a rack portion.
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