JP2007133254A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズユニットを僅かな回転角で、大きな焦点距離方向の移動を可能とするカメラモジュールの提供。
【解決手段】レンズＬ１〜Ｌ３が内蔵され一方面から入る光を屈折させて対向面へ通過させ、一方面には段差を有するカムレール２３を形成するレンズユニット２と、
一方面が開口されてレンズユニットが内面に沿って摺動自在に設けられ、レンズユニット２を上方に付勢可能な台座ユニット４と、
レンズユニット２の一方面側に該一方面に沿って回動可能に設置され、レンズユニット２のカムレール２３との対向位置にはカム段差５３を突設し、カムレール２３に沿って回動することでレンズユニット２を台座ユニット４内面に沿って移動可能なカムパーツ５とから構成する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、カメラモジュールに係り、詳細には、携帯電話やデジタルカメラ等受光素子を用いるカメラモジュールであって、レンズまたはレンズユニットを移動可能なカメラモジュールに関する。

カメラ付き携帯電話等電子機器に取り付ける小型のカメラモジュール１００は、図７に表すように、レンズを内蔵したレンズモジュール１０１と、レンズモジュール１０１の外側に設ける中間パーツ１０２と、レンズモジュール１０１が取付けられた中間パーツ１０２が取付けられる台座１０３とからなっていた。
レンズモジュール１０１は、円筒形状からなり、内部にレンズＬ１及びレンズＬ２が内蔵されている。又、レンズモジュール１０１の円筒面には、ねじ１０４が設けられている。
中間パーツ１０２は、リング状のパーツであり、円筒内面にはレンズモジュール１０１と螺合するねじ１０５が設けられている。このねじ１０５とレンズモジュール１０１のねじ１０４とが螺合することで中間パーツ１０２にレンズモジュール１０１が取付けられている。更に中間パーツ１０２の円筒外面にも、ねじ１０６が設けられている。
台座１０３は、中央に中間パーツ１０２のねじ１０６と螺合可能なねじ１０７が設けられた円筒空間が設けられ、円筒空間の底面には受光ユニット１０８が固定されている。そして、そして、台座１０３のねじ１０７に中間パーツ１０２のねじ１０６が螺合されてレンズモジュール１０１が取付けられた中間パーツ１０２が台座１０３に取付けられている。
カメラモジュール１００は、製造過程で台座１０３と中間パーツ１０２とが螺合しているねじ１０６及びねじ１０７によって中間パーツ１０２の取付け位置を調整して受光ユニット１０８にレンズモジュール１０１からの像が結像できるようピント調整をして出荷される。
又、カメラモジュール１００をマクロ機能を使用する時には、カメラモジュール１００が取付けられている機器の使用時に中間パーツ１０２とレンズモジュール１０１とを螺合しているねじ１０４及びねじ１０５の螺合状態を調整することで行っていた。

カメラモジュール１００にマクロ機能を持たせるためには、機器に組み込まれた状態でマクロ状態とするためにレンズモジュール１０１を中間パーツ１０２内で移動させて焦点距離を変更させなければならない。しかしながら、カメラモジュール１００の小型化のために、レンズモジュール１０１及び中間パーツ１０２も小型化され、大きな山のねじ１０４及びねじ１０５を螺設することができないので、レンズモジュール１０１及び中間パーツ１０２に螺設するねじ１０４及びねじ１０５のピッチが細かくなってしまう。

これに伴い、通常使用時の状態からマクロ使用状態とするために中間パーツ１０２に対して位置移動させるためのレンズモジュール１０１の回転角が大きくなってしまい、携帯電話等に用いる小型化されたカメラモジュール１００にマクロ機能を持たせることが困難であるという問題点を有した。具体的には、小型のカメラモジュール１００では、ねじピッチが既に０．３ｍｍ程度の精密ねじが使用されるので、０．１５ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度のマクロ使用切替え距離が必要な場合には、０．５周（１８０°）から１周（３６０°）というような回転角が必要であり、事実上切替え操作不能であるという問題点を有した。又、回転角を小さくするためにピッチの大きな規格のねじを利用することも考えられるが、ピッチの大きさに伴いねじ山の高さが必要となり、結果としてカメラモジュール全体の形状が大きくなってしまうという問題点を有してしまう。

そこでこの発明では、マクロ機能を持たせたカメラモジュールを提供するために、カメラモジュールを、

レンズが内蔵され一方面から入る光を屈折させて対向面へ通過させ、一方面には段差を有するカムレールを形成するレンズユニットと、
一方面が開口されてレンズユニットが内面に沿って摺動自在に設けられ、レンズユニットを上方に付勢可能な台座ユニットと、
レンズユニットの一方面側に該一方面に沿って回動可能に設置され、レンズユニットのカムレールとの対向位置にはカム段差を設け、カムレールに沿って回動することでレンズユニットを台座ユニット内面に沿って移動可能、

とした。
更には、 カメラモジュールを、
レンズが内蔵され一方面から入る光を屈折させて対向面へ通過させ、一方面にはカム段差を設けるレンズユニットと、
一方面が開口されてレンズユニットが内面に沿って摺動自在に設けられ、レンズユニットを上方に付勢可能な台座ユニットと、
レンズユニットの一方面側に該一方面に沿って回動可能に設置され、レンズユニットのカム段差との対向位置には段差を有するカムレールを形成し、カムレールがカム段差に案内されるよう回動することでレンズユニットを台座ユニット内面に沿って移動可能、

とした。該カメラモジュールでは、カムパーツをレンズユニットの上面で、該面に沿って回動させると、レンズユニットとカムパーツとの相互に対向する位置に設けたカム突起とカムレールとが相対的に移動され、カムパーツに段差があることにより、レンズユニットはカムパーツによって台座ユニットから受ける付勢力に抗し段差分だけ下方へ移動される。
この移動距離がカメラモジュールを通常使用からマクロ使用に切替えるための移動距離とすることでマクロ機能を持たせる。

カメラモジュール内のレンズユニットを、台座ユニットに対して少ない回転角の回転移動で回転方向と直交する方向へ移動できるので、カメラモジュールにマクロ機能を持たせるのに必要とされる０．１５ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度のカメラモジュールに用いられるねじピッチに対する大きな移動量を得ることが可能である。

カメラモジュールのレンズユニットは黒色或はそれに近い濃色な高分子樹脂を筒形状に形成した筐体と、筐体内部に設けるレンズとからなり、レンズユニットの両側面間が光路となる。又、レンズユニットの入光側面、即ち上面には下面側へと段差を有するカムレールを設ける。このカムレールの段差量は、レンズユニットを通常使用状態からマクロ使用状態へ変更するのに必要なレンズの焦点調整距離とする。
台座ユニットは、筒形状のレンズユニットを挿入可能な筒形状からなり、レンズユニットが挿入される。この状態では、レンズユニットは台座ユニットの内面に沿って上下に摺動可能な状態となる。又、台座ユニットには、内包されたレンズユニットの底面側に、ゴムバネを設ける。このゴムバネは、台座ユニットに挿入されたレンズユニットを常に上方へ付勢するように設ける。又、台座ユニットの底面には受光素子及び受光素子が取付けられた基板が取付けられる。
カムパーツは、レンズユニット上面と同径の筒状からなり、レンズユニット上面にレンズユニットの上面と平行な面内で回動自在に設置される。又、カムパーツのレンズユニット側の面には、レンズユニットのカムレールと対向する位置にカム段差を形成する。カム段差は、カムパーツが回動された時にレンズユニットに設けたカムレールに沿って移動可能である。更にカムパーツには、カムパーツの回動面の放射方向に突出するレバーを設ける。

このように台座ユニットにレンズユニットが組み込まれることで、レンズユニットの光路が台座ユニットの開口側から台座ユニットに設置された受光素子へとなる。そして、カムパーツのレバーを操作してレンズユニットに対し回動すると、カムパーツのカム段差がレンズユニットのカムレールに沿って移動し、やがて段差部を経由して他方端へ移動する。この回転移動によって、レンズユニットは台座ユニットの下方側、即ち受光素子側へ移動され、台座ユニットに設ける受光部からレンズユニットまでの距離を変更可能となる。そして、台座ユニットに設ける受光部からレンズユニットまでの距離を予めマクロ機能を有するための０．１５ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度の焦点距離とすることで、カメラモジュールにマクロ機能を持たせる。

以下にこの発明の実施例を、図面に基づき説明する。図１はこの発明の実施例の斜視を表す斜視説明図であり、図２は（ａ）が同正面説明図であり（ｂ）が同平面説明図であり、図３は図２のＡ−Ａ線断面説明図であり、図４はキャップを取外した状態を表す斜視説明図であり、図５はキャップとレバーとを取外した状態を表す説明図であり、図６は図５の全体説明図である。

１は、この発明の実施の形態であるカメラモジュールである。カメラモジュール１は、図１乃至図３に表すように、底部に基板と共に取付けられる受光部４４を設ける基台部４１を形成し基台部４１上部には円筒形状を成すレンズユンニット取付部４２を形成する台座ユニット４と、台座ユニット４内に挿入されて台座ユニット４のレンズユニット取付部４２内を摺動可能でありレンズが収納されて光路を形成するレンズユニット２と、レンズユニット２上部に取付けられレンズユニット２をレンズユニット取付部４２内で摺動させるカムパーツ５と、レンズユニット２に取付けられてレンズユニット２を台座ユニット４内へ挿入して蓋をするキャップ３とからなる。

レンズユニット２は、図１乃至図６に表すように、略円筒形状からなる中空なバレル２１内部にレンズＬ１乃至レンズＬ３を設け、バレル２１の一方の側面である上面には、入光孔２２が穿設されている。更に、入光孔２２を設けた上面の上縁部には、カムレール２３を設けてなる。カムレール２３は、上面の上縁部に３箇所設け、それぞれのカムレール２３は、中間に傾斜部２３ａを設けることで、上段部２３ｂと下段部２３ｃとを傾斜部２３ａが緩やかな傾斜をもって繋げてなる。そして、レンズユニット２は、入光孔２２から入る光をレンズＬ１乃至レンズＬ３を通して屈折させ、対向面への光路を形成する。

台座ユニット４は、略矩形形状を呈する基台部４１を設け、基台部４１の上部にはレンズユニット２が挿入される円筒形状からなる取付部４２を設ける。そして、取付部４２の円筒外面には、キャップ３と螺合可能な雄ねじ４３を螺設する。
基台部４１の中央には、受光面を取付部４３側にして受光部４４が設置される。受光部４４は、撮像（受光）素子に結像させて電気信号に変換させる光電変換方式であるが、感光体を設置して結像させても良い。この受光部４４は基板４５に設けてあり、基台部４１の底面に取付けられている。

又、基台部４１上部に設けた取付部４２内面下部には、取付部４２に挿入されるレンズユニット２を上方（即ち基台部４１とは反する側）へ付勢するバネ部材４６を設ける。バネ部材４６は、この実施例では、取付部４２内面に沿って設置する円筒形状を成した弾性体からなり、挿入されるレンズユニット２の下面外縁部と当接する。そして、取付部４２内に挿入されたレンズユニット２が下方（即ち基台部４１側）へ押圧された際に上方へ付勢し、レンズユニット２が必要以上に下方へ移動することを阻害する。このレンズユニット２が下方へ移動される量が、レンズユニット２に設けたカムレール２３による移動量であり、カメラモジュール１を通常状態からマクロ状態へと切り替える移動量であり、実施例に表す小型のレンズユニット２では、０．１５ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度の焦点距離の移動によってマクロ機能に切替えることができるものである。

キャップ３は、レンズユニット２及び台座ユニット４を内包可能な円筒形状を成し、円筒内面には台座ユニット４に設けた雄ねじ４３と螺合可能に雌ねじ３１を螺設してなる。又、キャップ３の一方の端面には、円筒中心側へ張出した係止フランジ部３２を設ける。

カムパーツ５は、薄板状の円筒形状からなる本体５１と、本体５１から放射方向へ腕状に延設した操作レバー５２とからなり、中央の孔がレンズユニット２の入光孔２２と対向するようにレンズユニット２の上部に取付けられる。
又、カムパーツ５の本体５１の操作レバー５２下部には、係止溝部５４を設ける。係止溝部５４は、キャップ３の係止フランジ部３２と回動自在に係止される。

更に又、カムパーツ５のレンズユニット２側面周囲部、即ち下面周囲部には、カム段差であるカム突起５３を突設する。カム突起５３は、レンズユニット２のカムレール２３と対向するように３箇所に設け、レンズユニット２のカムレール２３に沿って移動可能である。このように構成するカムパーツ５は、操作レバー５２を左右方向へ移動させることでレンズユニット２の円筒中心と中心を同じくして回動自在に取付けられる。この実施例では、カムパーツ５のレンズユニット２側面周囲部及びカム突起５３が形成する形状は、レンズユニット２のカムレール２３と対向して合わさることが可能な対象形状を成しており、カム突起５３がカムレール２３の下段部２３ｃに位置している時にはレンズユニット２のカムレール２３とカムパーツ５のレンズユニット２側面周囲部及びカム突起５３とは完全に接して一致している。このようにカムパーツ５のレンズユニット２側面周囲部及びカム突起５３を構成することで、カム突起５３がカムレール２３の傾斜部２３ａを経由して上段部２３ｂへ移動する際に、傾斜部２３ａとカムパーツ５のレンズユニット２側面の傾斜部とが相互に合さって移動できるためカムパーツ５の回動に伴うレンズユニット２の下方への移動がスムーズに行える。しかしながらカムパーツ５のレンズユニット２側面周囲部及びカム突起５３の形状は、特に限定されるものではなく、カム突起５３が突出しカムパーツ５の回動に伴ってレンズユニット２のカムレール２３に沿って移動可能であれば良い。

上述のように形成するカメラモジュール１では、キャップ３の係止フランジ部３２がカムパーツ５の係止溝部５４と係止した状態で、係止フランジ部３２に沿ってカムパーツ５が摺動可能である。このように構成するには、カムパーツ５の本体５１と操作レバー５２とを係止溝部５４位置にて嵌合可能な２部品から構成し、キャップ３の係止フランジ部３２を挟み込むようにカムパーツ５の本体５１及び操作レバー５２をそれぞれ嵌合させることで行う。
そしてカメラモジュール１の組付けは、台座ユニット４の取付部４２内にレンズユニット２を挿入し、次いでレンズユニット２のカムレール２３にカムパーツ５のカム突起５３が位置するよう、カムパーツ５を回動自在に取付けられたキャップ３を台座ユニット４の取付部４２に被せ、カムパーツ５が台座ユニット４に対して回動しないように押えながらキャップ３の雌ねじ３１と台座ユニット４の雄ねじ４３とを螺合させておこなう。

上記のように組付けられた状態から、カムパーツ５の操作レバー５２を回動することで、カムパーツ５のカム突起５３をレンズユニット２のカムレール２３の上段部２３ｂ或は下段部２３ｃに移動させ、通常使用状態或はマクロ使用状態とすることが可能である。
即ち、レンズユニット２と台座ユニット４の受光部４４との距離を近づけて使用する図４に表すような通常使用状態とするには、カムパーツ５の操作レバー５２を図１の状態で時計回りに回動させ、カム突起５３がカムレール２３の上段部２３ｂに位置させる。すると、カムパーツ５は、台座ユニット４に螺合させたキャップ３の係止フランジ部３２に沿って回動するだけなので、台座ユニット４の受光部４４からの距離に変化はなく、カム突起５３がカムレール２３の上段部２３ｂへ移動することで、レンズユニット２がバネ部材４６の付勢に抗して相対的に受光部４４側へ移動させられ、受光部４４とレンズユニット２との距離が近づけられる。これによりカメラモジュール１は通常使用状態となる。

これに対し、マクロ使用状態とするには、カムパーツ５の操作レバー５２を反時計回りに回動させる。すると、カムパーツ５のカム突起５３は、カムレール２３上を移動し、上段部２３ｂから傾斜部２３ａを経由して下段部２３ｃへ位置される。この状態では、カムパーツ５と台座ユニット４の受光部４４との距離に変化はなく、カム突起５３がカムレール２３の下段部２３ｃへ移動することで、レンズユニット２が相対的に受光部４４側へ移動させられるので、受光部４４とレンズユニット２との距離が近づけられる。これによりカメラモジュール１はマクロ使用状態となる。

尚、この実施例では、カム突起５３をカムパーツ５に設け、カムレール２３をレンズユニット２に設けたが、図４や図５に表すように、カム突起５３とカムレール２３とは対象形状なので、カムパーツ５にカムレールを設け、レンズユニット２にカム突起を設けても同形状となる。又、カム突起５３がカムレール２３と異なる形状からなる場合でも、カムパーツ５にカムレールを設け、レンズユニット２にカム突起を設けても上記実施例同様の作用となり、カムレール２３及びカム突起５３とは、レンズユニット２及びカムパーツ５に設けてあれば何れのパーツに設けられていてもよい。

この発明によるカメラモジュールは、携帯電話やデジタルカメラ、或はレンズ付きフィルム（所謂使い捨てカメラ）等のレンズ部として利用できる他、パーソナルコンピュータにおけるテレビ電話等に用いるカメラのレンズ部等にも利用可能であり、マクロ機能を備えたレンズとして種々の機器に応用可能である。

この発明の実施例の斜視を表す斜視説明図 この発明の実施例を表し（ａ）が同正面説明図であり（ｂ）が同平面説明図 図２のＡ−Ａ線断面説明図 一部部品を取外した状態を表す斜視説明図 一部部品を取外した状態を表す説明図 図５の全体説明図 従来例を表す断面説明図

符号の説明

１ カメラモジュール
２ レンズユニット
２１ バレル
２２ 入光孔
２３ カムレール
３ キャップ
３１ 雌ねじ
３２ 係止フランジ部
４ 台座ユニット
４１ 基台部
４２ 取付部
４３ 雄ねじ
４４ 受光部
４５ 基板
４６ バネ部材
５ カムパーツ
５１ 本体
５２ 操作レバー
５３ カム突起
５４ 係止溝部

Claims (2)

1. レンズが内蔵され一方面から入る光を屈折させて対向面へ通過させ、一方面には段差を有するカムレールを形成するレンズユニットと、
   一方面が開口されてレンズユニットが内面に沿って摺動自在に設けられ、レンズユニットを上方に付勢可能な台座ユニットと、
   レンズユニットの一方面側に該一方面に沿って回動可能に設置され、レンズユニットのカムレールとの対向位置にはカム段差を設け、カムレールに沿って回動することでレンズユニットを台座ユニット内面に沿って移動可能なカムパーツとからなることを特徴とするカメラモジュール。
2. レンズが内蔵され一方面から入る光を屈折させて対向面へ通過させ、一方面にはカム段差を設けるレンズユニットと、
   一方面が開口されてレンズユニットが内面に沿って摺動自在に設けられ、レンズユニットを上方に付勢可能な台座ユニットと、
   レンズユニットの一方面側に該一方面に沿って回動可能に設置され、レンズユニットのカム段差との対向位置には段差を有するカムレールを形成し、カムレールがカム段差に案内されるよう回動することでレンズユニットを台座ユニット内面に沿って移動可能なカムパーツとからなることを特徴とするカメラモジュール。