JP2007174380A - Arrangement structure of camera module - Google Patents
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Description
本発明はカメラモジュールの配置構造に関する。更に詳しくは、モジュール基台の周囲に配置される、偏平で比較的面積が大きい主要部品である、ステップモータ、画像センサー、ISPの占める相互の位置関係に関する。 The present invention relates to a camera module arrangement structure. More specifically, the present invention relates to the mutual positional relationship occupied by a step motor, an image sensor, and an ISP, which are flat and relatively large main parts arranged around a module base.
最近、携帯電話機等の小型電子機器に組み込むことを目的とした超小型の電子カメラモジュールが種々開発されている。このモジュールは例えば、レンズを保持するレンズホルダー(鏡筒)を光軸方向に移動可能に支持する機能を有するモジュール基台に、更にC−MOS等の画像センサー、合焦のためにレンズを進退させるモーターと付属メカニズム、また、画像や色の処理補正、更には撮影のための周辺ハード部品の動作を制御するISPと呼ばれる集積回路を一体化したものである。カメラの主要機能が纏めてモジュール化されているため、これを組み込むことにより、容易に電子カメラが一体化した小型電子機器が得られる利便がある。 Recently, various ultra-small electronic camera modules intended to be incorporated in small electronic devices such as mobile phones have been developed. This module has, for example, a module base that has a function of supporting a lens holder (lens barrel) that holds the lens so as to be movable in the optical axis direction, an image sensor such as a C-MOS, and a lens that moves forward and backward for focusing. An integrated circuit called an ISP that controls the motor to be attached and an attached mechanism, image and color processing correction, and further controls the operation of peripheral hardware components for photographing. Since the main functions of the camera are integrated into a module, it is convenient to obtain a small electronic device in which the electronic camera is easily integrated.
図7は従来例の側面図(一部断面図)である。1はモジュール基台であり、その内部でレンズ5aを保持するレンズホルダー5が図の上下方向(レンズの光軸の方向)に摺動可能に支持されている。3は画像センサーで、回路基板(PC)10上に実装され、レンズの結像位置に置かれる。4はISPであり、やはりPC上に実装されている。ISP4はPC10上で画像センサー3やレンズホルダー5を駆動する円筒型モーター11の駆動端子と相互に結線されている。
FIG. 7 is a side view (partially sectional view) of a conventional example. Reference numeral 1 denotes a module base, in which a
従来例におけるレンズホルダー5をフォーカシングするための駆動機構について述べる。この原動力は円筒型モーター11で、モーター軸は回路基板PC10と平行になるようその上に載置される(支持部材は図示せず)。モーター11の端部に突出する出力軸にはウォーム12が取り付けられ、それと噛み合うウォーム歯車13は円筒カム14と一体になっており、両者の共通回転軸15はレンズホルダー5の摺動方向と平行であり、レンズホルダー5から出た突起17の先端が円筒カム14の円筒面に掘られた螺旋状のカム溝16に嵌まっている。従ってモーターを正又は逆方向に回転させるとその回転数に比例した角度だけ円筒カム14が駆動され、レンズホルダー5を光軸方向に合焦位置まで前後に移動させる。合焦すると制御回路であるISP4によって駆動は停止される。なお円筒カム14をネジで、レンズホルダー5の突起17をそれに螺合するナットで置換することもある。
A drive mechanism for focusing the
従来、本例のように画像センサー3とISP4とは同じPC上で同一平面上に配置され
ていた。また円筒型モーターは、図7に示されたようにモータケースの円筒型の周囲(斜めの隅部)に無駄な空間を生じる。ウォーム機構や円筒カムも直交軸を有する配置のため合理的な配置になり難い。カメラモジュールは、親機となる電子機器に組み込まれる関係上、関連部品が平面的に展開されたり円筒型モータを備えた配置は不利であって、主体となるモジュール基台の周囲に密着してコンパクトに配置されている方が、親機を含めて小型化し易いので好ましいが、従来構造はこの条件を満たしていなかった。
Conventionally, as in this example, the
本発明の目的は、レンズホルダーを支持するモジュール基台の周囲に、ステップモータ、画像センサー、ISPの3者をコンパクトに構成したカメラモジュールの配置構造を提供することである。更なる目的は、それによって利用し易くコンパクトな電子機器(親機)を得ることである。 An object of the present invention is to provide a camera module arrangement structure in which a step motor, an image sensor, and an ISP are compactly configured around a module base that supports a lens holder. A further object is to obtain a compact electronic device (master) that is easy to use and thereby compact.
上記目的を達成するため、本発明のカメラモジュールの配置構造は次の特徴を備える。
(1)光軸に沿って所定の範囲で移動するレンズホルダーを納めたほぼ直方体をなすブロック状のモジュール基台の各面にカメラモジュールの部品を配置する構成において、前記光軸に垂直な焦点面である底面に画像センサを配置し、前記モジュール基台の側面の1つに偏平な形状のステップモータを密接配置し、また前記モジュール基台の面の一つに平行してISPを配置したこと。
In order to achieve the above object, the camera module arrangement structure of the present invention has the following features.
(1) In a configuration in which parts of a camera module are arranged on each surface of a substantially block-shaped module base containing a lens holder that moves within a predetermined range along the optical axis, a focus perpendicular to the optical axis An image sensor is disposed on the bottom surface, a flat step motor is closely disposed on one of the side surfaces of the module base, and an ISP is disposed in parallel with one of the module base surfaces. thing.
上記目的を達成するため、本発明のカメラモジュールの配置構造は更に次の特徴を備えることがある。
(2)前記ステップモータと前記ISPとは前記モジュール基台の互いにほぼ90°をなす2つの側面に分けて配置されていること。
In order to achieve the above object, the camera module arrangement structure of the present invention may further include the following features.
(2) The step motor and the ISP are arranged separately on two side surfaces of the module base that form approximately 90 °.
(3)前記ステップモータと前記ISPとは前記モジュール基台の互いにほぼ180°をなし互いに対向する2つの側面に分けて配置されていること。 (3) The step motor and the ISP are arranged separately on two side surfaces of the module base that are substantially 180 ° to each other and that face each other.
(4)前記ステップモータと前記ISPとは前記モジュール基台の1つの同じ側面に重ねて配置されていること。 (4) The step motor and the ISP are arranged on one same side surface of the module base.
(5)前記画像センサーと前記ISPとは前記モジュール基台の底面に重ねて配置されていること。 (5) The image sensor and the ISP are arranged on the bottom surface of the module base.
本発明によって、カメラモジュールをコンパクトに構成することができた。またそれによって落下衝撃による回路基板負荷を減らし、カメラモジュールの信頼性を向上させることができた。また形態電話機等である電子機器(親機)に組み込み易くなり、親機をも小型に構成することができるようになった。 According to the present invention, the camera module can be configured compactly. In addition, the circuit board load due to the drop impact was reduced, and the reliability of the camera module was improved. In addition, it is easy to incorporate into an electronic device (master phone) such as a form telephone, and the master phone can be made compact.
本発明においては、レンズホルダーを支持するモジュール基台をほぼ直方体とし、その底面(結像位置)に画像センサーを配置し、モジュール基台の周囲の4つの側面を選んで、ステップモータとISPを配置した。 In the present invention, the module base supporting the lens holder is a substantially rectangular parallelepiped, the image sensor is arranged on the bottom surface (image formation position), and the step motor and ISP are selected by selecting four side surfaces around the module base. Arranged.
図1は本発明の実施例1の正面図、図2はその断面図、図3はその平面図である。1はモジュール基台で、外面はほぼ直方体のブロックに納まる形状である。光軸は図示しないが、その方向は図1および2においては画面の上下方向、図3においては画面に垂直方向である。5はレンズホルダーで、内部に撮影用のレンズ5a(例えば3枚構成のレンズ群より成っている)を保持している円筒部と、その厚さの上下端部に設けた2か所の張出部5cを有する。
1 is a front view of Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a sectional view thereof, and FIG. 3 is a plan view thereof. Reference numeral 1 denotes a module base, and the outer surface has a shape that fits in a substantially rectangular parallelepiped block. Although the optical axis is not shown, the direction is the vertical direction of the screen in FIGS. 1 and 2, and the direction perpendicular to the screen in FIG.
レンズホルダー5の上記円筒部はこれに遊合する凹面をなしている、モジュール基台1の凹壁面1aにガイドされる。また上下の張出部5cに設けた穴にはモジュール基台1の切欠部1bに植設されたガイドポスト6が遊嵌していて、レンズホルダー5は光軸の方向に所定の範囲で平行にスライドすることができる。
The cylindrical portion of the
レンズ5aの結像面であるモジュール基台1の底部には窓1bを設け、FPC即ちフレキシブル回路基板9に保持され、多くの画素を有するCMOS等の画像センサー8を臨ませてある。また画像や撮影動作を制御する集積回路であるISP4はFPC9上に搭載され、ステップモータ2を固着したモジュール基台1の側面と垂直な他の側面の一つである、図1および図3の正面側に位置する側面に配置しFPC9ごとモジュール基台1に固着されている。画像センサー8とISP4を搭載するFPC9は1体であってモジュール基台1の2面の角に沿って折り曲げて配置されている。またFPC9の一部は延長されてステップモータ2の端子(モーターの偏平な側面の一つである図1および図2の下面側にあることを想定してある)と接続されている。
A window 1b is provided at the bottom of the module base 1, which is the imaging surface of the
図1のモジュール基台1の左側面に固着されたステップモータ2は通常多い円筒形ではなく偏平な形状をしている。これは電磁型モーターであって、時計においてよく用いられる、平面的に展開されたステーターおよびコイルと、円筒型永久磁石を主体とするローターを採用しており、そのため偏平な形状を達成できた(内部構造は図示しない)。その適宜減速された出力端である駆動軸2aは偏平な面に垂直な方向に突出し、その先端には平板状のカム8が固着されている。図示しない制御回路から発生する駆動パルスがコイルに供給されると、そのパルス数に比例した角度だけ駆動軸2a、従ってカム8が選択された順方向または逆方向に回転する。
The
カム8の外周には、レンズホルダー5の側面に植設したピンであるカムフォロア5bが図2、3に示すように上側から当接している。7は与圧バネで圧縮されたコイルバネであって、上端はガイドポスト6の段差部6aの下面に係合し、下端はレンズホルダー5の下側の張出部5cの上面に係合している。すなわちレンズホルダー5は与圧バネ7によって常に下方(駆動軸2aに向かう方向)に付勢され、カムフォロア5bとカム8とに必要な当接力を与えている。
A
カム8の外周はカムの回転角と共にスパイラル状に半径が変化する形状を与えてあり、それにカムフォロア5bが当接しているので、レンズホルダー5はカム8のいずれかの方向の回転によって上下方向(光軸方向)に移動する。撮影準備段階において焦点調節動作中にこの移動が行われるが、画像センサ3から得た信号で制御回路ISP4が合焦状態を達成したと判断するとステップモータ2の駆動信号は停止し、レンズホルダー5はその位置を維持し(オートフォーカス動作完了)、カメラは撮影操作(シャッターレリーズ動作)ができる状態になる。
The outer periphery of the
実施例1においてはステップモータ2、画像センサー3、ISP4の主要部品がモジュール基台1の周囲3面に密集した構成であるので、カメラモジュールを極めてコンパクトに纏めることができた。また、回路基板もモジュール基台1の近辺にのみ存在し、小面積で軽量化されたので、カメラモジュールが衝撃を受けても衝撃力の負荷が小さく、耐破壊性が増し、信頼度も向上した。
In the first embodiment, the main components of the
図4は本発明の実施例2であるカメラモジュールの正面図、図5は断面図、図6は平面図である。本例においてはモジュール基台1の内部については実施例1と同じ構造を採っており、また対応部材に同じ符号を与えているので、不要な重複を避け説明しない。実施例1との相違点は、ISP4をモジュール基台1のステップモータ2を設けた左側面とは反対側の右側面に平行させるように配置したことと、FPC9の形状にある。
4 is a front view of a camera module that is
ステップモータ2と画像センサー3とISP4とは1枚のFPC9にて接続される。本例においてはステップモータ2の端子は駆動軸2aのある側に想定されているので、FPC9はステップモータ2とモジュール基台1との間に挟まれるように配置されている。そしてFPC9はモジュール基台1の下面側で画像センサー3を保持し、右側面側でISP4を保持する。FPC9は更にモジュール基台1の右側面側でISP4を囲むように屈曲すると共にその末端が延びているが、これは他部品挿入のスペース創成、クッション性の付与、他の回路や電源とのコネクタとの接続等の目的であって、本発明の眼目である配置(偏平型ステップモータ2とISP4をモジュール基台の対向する側面に配置すること)とは特に関係がない。本例においてもカメラモジュールのコンパクト性や高度の信頼性は維持される。
The
次に図示しないが実施例3の配置構造について述べる。本例においてはISP4を偏平なステップモータ2と同じ側のモジュール基台1の側面に配置する。すなわち、ISP4をステップモータ2の外側に平行かつ密着させて配置する。FPC9は適宜折り曲げることによって接続する。本例においてもカメラモジュールのコンパクト性や耐衝撃性の向上は十分達成できる。
Next, although not shown, the arrangement structure of the third embodiment will be described. In this example, the
更に図示しないが実施例4の配置構造についても述べる。本例においてはISP4を画像センサー3の外側(下側)に重なるように配置する。FPC9はもちろん折り重ねる。本例においてもカメラモジュールのコンパクト性や耐衝撃性の向上は十分達成可能である。
Further, although not shown, the arrangement structure of the fourth embodiment will be described. In this example, the
本発明によってカメラモジュールのコンパクト性、またそれが組み込まれる電子機器のコンパクト性、更にカメラモジュールの信頼性を向上させることができるので、産業上の利用可能性は大きい。 According to the present invention, the compactness of the camera module, the compactness of the electronic device in which the camera module is incorporated, and the reliability of the camera module can be improved, and thus the industrial applicability is great.
1 モジュール基台
1a 凹壁
1b 窓
2 ステップモータ
2a 駆動軸
3 画像センサー
4 ISP
5 レンズホルダー
5a レンズ
5b カムフォロア
5c 張出部
6 ガイドポスト
6a 段差部
7 与圧バネ
8 カム
9 FPC
10 PC
11 円筒型モータ
12 ウォーム
13 ウォーム歯車
14 円筒カム
15 回転軸
16 カム溝
17 突起
1 module base 1a concave
5
10 PC
11
Claims (5)
体をなすブロック状のモジュール基台の各面にカメラモジュールの部品を配置する構成に
おいて、前記光軸に垂直な焦点面である底面に画像センサを配置し、前記モジュール基台
の側面の1つに偏平な形状のステップモータを密接配置し、また前記モジュール基台の面
の一つに平行してISPを配置したことを特徴とするカメラモジュールの配置構造。 This is a focal plane perpendicular to the optical axis in the configuration in which the parts of the camera module are arranged on each surface of a block-shaped module base that forms a substantially rectangular parallelepiped containing a lens holder that moves within a predetermined range along the optical axis. An image sensor is disposed on the bottom surface, a flat step motor is closely disposed on one of the side surfaces of the module base, and an ISP is disposed in parallel with one of the surfaces of the module base. The camera module layout structure.
ぼ90°をなす2つの側面に分けて配置されていることを特徴とする請求項1のカメラモ
ジュールの配置構造。 2. The camera module arrangement structure according to claim 1, wherein the step motor and the ISP are arranged separately on two side surfaces of the module base that form substantially 90 degrees.
ぼ180°をなし互いに対向する2つの側面に分けて配置されていることを特徴とする請
求項1のカメラモジュールの配置構造。 2. The camera module arrangement structure according to claim 1, wherein the step motor and the ISP are arranged separately on two side faces of the module base that are substantially 180 [deg.] To face each other.
じ側面に重ねて配置されていることを特徴とする請求項1のカメラモジュールの配置構造
。 2. The camera module arrangement structure according to claim 1, wherein the step motor and the ISP are arranged to overlap each other on the same side surface of the module base.
て配置されていることを特徴とする請求項1のカメラモジュールの配置構造。
2. The camera module arrangement structure according to claim 1, wherein the image sensor and the ISP are arranged to overlap with a bottom surface of the module base.
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