JP2007256786A - カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的なズーミングを可能としたズーム機能とオートフォーカス（ＡＦ）機能を有し、小型で軽量に構成し、かつ光検出手段からの漏光の影響を排除したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供する。
【解決手段】カム体がオートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第１のモータの駆動力を受けて回転する第１のカム体７２と、ズーム用光学レンズ群を駆動させる第２のモータの駆動力を受けて回転する第２のカム体７５とを含み、夫々のカム体７２、７５に夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部を設け、夫々の被検出部と対面させて、第１及び第２のカム体を支持するハウジング体５１に開口５４１（５４２）を形成し、開口５４１（５４２）に夫々の被検出部を検知する夫々の光検出手段を配設し、ハウジング体５１の開口５４１（５４２）近傍の内壁に遮光部材５４１ａ、５４２ｂを形成する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関し、特に、小型軽量に構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。

最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ（デジカメ）と同様な、高速、高精度なオートフォーカス（ＡＦ）機能や焦点距離の変化（ズーム）機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。

このような小型化したカメラモジュールに関する先行技術としては、本件出願人の出願になる特許文献１がある。この特許文献１に示されたカメラモジュールは、被写体側に設けられた固定レンズ群と、光軸方向に移動可能とした焦点距離変化用とフォーカス用の２つのレンズ群と、この２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のカムとで構成されている。そしてこのカムには、焦点距離変化用レンズ群を一定距離移動させて変倍した後、それ以上回転させてもレンズ群を光軸方向に移動させないようにしたフォーカス用領域が設けられ、フォーカス用のレンズ群は、そのフォーカス用領域で光軸方向に移動させることでピントを合わせられるようになっていて、テレとワイドの２種類の焦点距離切り替えとオートフォーカスとを可能としている。

しかしながら現在の一般的なデジタルカメラは、焦点距離を連続的に変化（ズーム）させるようにしているのが普通であり、携帯端末に搭載するカメラモジュールも、こういった焦点距離を連続的に変化（ズーム）させながらピントのあった画像が得られるようにすることが望まれている。そのためには焦点距離変化用のレンズ群の連続的な移動機構と、この焦点距離変化用レンズ群の移動とは独立し、焦点合わせ用のレンズ群を連続的に移動させて、どのような焦点距離においてもピントが合わせられるようにしたピント合わせ用の機構が必要となる。

このように焦点距離変化用のレンズ群の移動機構と、ピント合わせ用レンズ群の移動機構とを別々に設けたカメラとしては、例えば本件出願人の出願になる特許文献２に示されたようなものがある。この特許文献２に示されたカメラでは、被写体側の第１レンズ群と第２レンズ群とをカムによって光軸方向に移動させて焦点距離を連続的に変化させることができ、ピント合わせは、最も撮像素子側に近い第３レンズ群をリードスクリューで送って行なえるようになっている。従って、カムとリードスクリューを動かすため、それぞれに対応した別個のモータが撮像素子側に上下に重ねて設置されている。

また特許文献３には、それぞれのモータの配置状況やレンズの移動機構が詳細には示されていないが、ズーム用モータとオートフォーカス（ＡＦ）用モータとを備え、被写体までの距離を測定した結果を用いてそれぞれのモータに対応した制御回路が、最適な撮影範囲（画角）となるように自動ズーミングを行うようにしたカメラが示されている。
特開２００５−２１５５３５号公報 特開２００４−３４１４６６号公報 特開平８−９４９１８号公報

しかしながら、特許文献１に示されたカメラモジュールは、前記したようにテレとワイドの２種類の焦点距離切り替えが行えるだけであり、連続的な焦点距離変化は実現できない。また特許文献２に示されたカメラは、いわゆるコンパクトデジカメと称される小型デジカメであって、携帯端末等に組み込める大きさではない。また、例えその機構をそのまま小型化したとしても、カムとリードスクリューという２つのレンズ枠移動機構と、それぞれのレンズ枠移動機構を駆動するモータがカメラの厚さ方向に重ねて設置されていて、光学系を小型化した場合、光学系光軸に直交する方向の幅が大きくなってしまう。

また特許文献３に示されたカメラは、単にズーム用モータとオートフォーカス（ＡＦ）用モータとを使うことが示されているだけで、小型化のためのモータ配置やレンズの移動機構の構成は示されていない。

すなわち、携帯電話などの携帯端末に使うカメラモジュールは、要望される大きさが例えば１０〜２０ｍｍ立方程度であり、このようにカメラモジュールを小型化するためには、例えばレンズ群を光軸方向に移動させるカムやそのカムを駆動するモータ、そしてモータからの駆動力をカムに伝えるギヤやレンズ群を収容したレンズ枠をガイドする軸、シャッタや絞りなどを、どのような大きさでどのように配置して構成するかが重要となる。また、ズーム機構を用いたカメラモジュールでは、レンズが現在どの位置にあるかを正確に判断する必要があると共に、それらを収容した制御回路などを搭載した場合は、ノイズに影響されずに正確な制御を行えるようにすることも重要となる。

そのため本発明においては、連続的なズーミングを可能としたズーム機能とオートフォーカス（ＡＦ）機能を有し、小型で軽量に構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。

さらには、カメラモジュール内部に組み込まれた光学センサ（光検出手段）の発光素子から発せられる光の不要な部分への漏れを遮断し、撮像素子に被写体からの光以外の影響を与えないようにしたカメラモジュールを提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明におけるカメラモジュールは、オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源を具えたカメラモジュールにおいて、前記カム体が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第１のモータの駆動力を受けて回転する第１のカム体と、前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第２のモータの駆動力を受けて回転する第２のカム体とを含み、前記夫々のカム体に前記夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部を設け、該夫々の被検出部と対面させて、前記第１及び第２のカム体を支持するハウジング体に開口を形成し、該開口に前記夫々の被検出部を検知する夫々の光検出手段を配設し、前記ハウジング体の前記開口近傍の内壁に遮光部材を形成したことを特徴とする。

また、このカメラモジュールを用いた携帯端末は、オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源を具え、前記カム体が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第１のモータの駆動力を受けて回転する第１のカム体と、前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第２のモータの駆動力を受けて回転する第２のカム体とを含み、前記夫々のカム体に前記夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部を設け、該夫々の被検出部と対面させて、前記第１及び第２のカム体を支持するハウジング体に開口を形成し、該開口に前記夫々の被検出部を検知する夫々の光検出手段を配設し、前記ハウジング体の前記開口近傍の内壁に遮光部材を形成したカメラモジュールと、前記カメラモジュールが装着されたケース体と、前記ケース体に設けられ、前記カメラモジュールの前記レンズ駆動機構を操作する操作部と、を有することを特徴とする。

このように第１のカム体と第２のカム体に、夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部が設けられていることで、オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群がどのような状態のときにカメラモジュールの電源がＯＦＦされたかわからなくても、再度電源がＯＮされたとき、その被検出部を検出することで第１のカム体と第２のカム体における回転角度が検出できるから、それ以後は所定の回転指示を与えることで所望のズーム量や正確なピント合わせを行うことが可能となる。

さらに、光検出手段取付用となる開口の近傍に遮光部材を形成することにより、光検出手段から発せられる光の不要な部分への漏れを遮断部材で遮断することができるようになる。さらに、遮光部材を弾性部材としてカム体に接触させることにより、光検出手段から発せられる光の不要な部分への漏れをより確実に遮断することができるようになる。

そして、前記それぞれの被検出部と対面させて、前記第１及び第２のカム体を支持するハウジング体に開口壁を形成し、該開口壁に前記被検出部を検知する光検出手段を具えたフレキシブル基板が位置決めして配設され、さらに、前記フレキシブル基板が、前記ハウジング体に位置決めして配設されているモータの支持部に嵌合固定されていることで、光検出手段は正確に被検出面を検出することが可能となる。

また、第１のカム体と第２のカム体とが同軸で、且つ、光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合され、さらに、前記第１のモータと第２のモータを、駆動軸が互いにカメラモジュールを構成するハウジング体の光軸方向外端側に向くようにレンズ光軸と平行に直列配置させ、前記夫々の外端側に設けた伝達系を介して夫々のカム体が独立して回転駆動されることで、駆動力伝達機構の配列がシンプルになって配列しやすくなると共にギアなどの駆動力伝達機構の組立が容易となり、中間部分には駆動力伝達機構が来ないようにできるから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きくなったカメラモジュールとすることができる。

本発明によれば、オートフォーカス（ＡＦ）機能やズーム機能を組み込んだ、小型で軽量に構成でき、かつ光検出手段からの漏光の影響を排除したカメラモジュールを提供することができる。

以下、図面を参照して実施形態の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、実施形態のカメラモジュール１の外観斜視図で、（Ａ）は外装カバー２を掛けた状態を、（Ｂ）は外装カバー２を外した状態の斜視図である。このカメラモジュール１は、図１（Ａ）に示した外装カバー２を掛けた状態で、携帯電話などの携帯端末に組み込めるよう、例えば幅１０〜１２ｍｍ程度、高さ２０〜２４ｍｍ程度、長さ１５〜２０ｍｍ程度の大きさとし、連続的なズーミングとオートフォーカスを可能とするものである。図中、３は被写体側光学レンズ、４はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いた撮像素子と、ズームやオートフォーカス用のモータやシャッタなどの制御回路を搭載した撮像素子ユニット、５はカメラモジュール本体、５２は内部に収容された光学系を遮光するためのカバー、６はメインフレキシブル基板でカメラモジュール１と、このカメラモジュール１を収容する図示していない携帯端末との信号やり取りや、カメラモジュール１への電力供給を行うためのもの、７は同じくモータ駆動用フレキシブル基板で、このカメラモジュール１における駆動源たるモータに電源や信号を供給するためのものである。

図２は、撮像素子ユニット４の構成とカメラモジュール１への組み込み状態を示した斜視図であり、撮像素子ユニット４は、この図２（Ａ）に示したように、撮像素子ユニット基板４１上に撮像素子４０と制御回路モジュール４４とが実装され、さらにこの撮像素子４０と制御回路モジュール４４との間を区切るための撮像ユニットフレーム４２が設けられている。そして、撮像素子４０の被写体側には、例えば赤外線カットフィルタ４３が設けられて撮像素子ユニット４が構成され、図２（Ｂ）に示したように、カメラモジュール本体５の下部に固定される。なお、この図２（Ｂ）において、５０は被写体側固定枠、５１は撮像素子側固定枠、５２はカメラモジュール本体５に収容された光学系を遮光するためのカバーである。

図３は、実施形態のカメラモジュール１を構成するレンズ群３０、３２、３５と、そのレンズ群を収容するレンズ保持枠３１、３３、３６の光軸方向移動をガイドするガイド軸３７、３８、３９との関係を示した斜視図である。図中３０は被写体側第１レンズ群で３１はその第１レンズ群を収容する第１レンズ保持枠、３２は第２レンズ群で３３はその第２レンズ群を収容する第２レンズ保持枠、３４はこの第２レンズ保持枠３３に介装されて、第２レンズ保持枠３３と一緒に移動するシャッタユニット、３５はフォーカス用の第３レンズ群で３６はその第３レンズ群を収容する第３レンズ保持枠である。

また、これら３１、３３、３６で示したそれぞれのレンズ保持枠には、３１１、３３１、３６１で示した第１レンズ保持枠軸受部３１１、第２レンズ保持枠軸受部３３１、第３レンズ保持枠軸受部３６１が設けられ、第１レンズ保持枠軸受部３１１と第３レンズ保持枠軸受部３６１とが第１ガイド軸３７に、第２レンズ保持枠軸受部３３１は第１ガイド軸３７とは別軸とした第２ガイド軸３８に挿通されていると共に、それぞれのレンズ保持枠３１、３３、３６における軸受部３１１、３３１、３６１とは光軸に対して略逆側に設けられた軸受部が、第３ガイド軸３９に挿通されている。そして、これら第１レンズ保持枠軸受部３１１、第２レンズ保持枠軸受部３３１、第３レンズ保持枠軸受部３６１は、それぞれの光軸方向長さが略同一となるよう揃えられ、各レンズ保持枠のガイド軸に対する傾きが同量となるように配慮されている。

このうち、第１レンズ群３０、シャッタユニット３４と一体となった第２レンズ群３２の光軸方向への移動で焦点距離の連続的な変化、すなわちズーミングが行なわれ、そのズーミングによって変化したピント位置を補正するため、第３レンズ群３６が移動してゆく。このような移動をこの図３には示されていないカムの回転によって行うため、それぞれの軸受部３１１、３３１、３６１には第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２、第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が設けられ、対応したカム面に当接するようになっている。

第３ガイド軸３９は、それぞれのレンズ保持枠軸受部３１１、３３１、３６１の回転止めの役目を持っていると共に、各レンズ保持枠が安定して光軸方向に移動できるよう、前記したように光軸に対し、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８の略逆側に設けられている。また、この第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８、第３ガイド軸２９は、それぞれ光学系光軸に平行とされていると共に、後記図９（Ｂ）に示したカメラモジュール１の被写体側から見た正面図の説明からわかるように、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８は、ズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５のカム軸心に対して同心円上となる位置に所定角度離間させて配列され、第３ガイド軸３９、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８の軸心が作る三角形が、略２等辺三角形となるような配置となっている。

図４は、実施形態になるカメラモジュール１に用いられる光学系の概略を説明する図であり、図４（Ａ）はレンズ群３０、３２、３５の各々を構成するレンズと撮像素子４０を示した断面図、図４（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ広角（Ｗｉｄｅ）の状態と望遠（Ｔｅｌｅ）の状態における各レンズ群３０、３２、３５の位置関係を示した図である。

実施形態になるカメラモジュール１における光学系は、前記したように第１レンズ保持枠３１に収容された被写体側第１レンズ群３０、第２レンズ保持枠３３に収容された第２レンズ群３２、第３レンズ保持枠３６に収容された第３レンズ群３５とからなり、ズーム用カムにより、第１レンズ群３０と第２レンズ群３２とを光軸方向に移動させてズーミングを行うと共に、ズーミングによって変化したピント位置に対応させてオートフォーカス用カムにより、第３レンズ群３５を移動させて焦点合わせを行ない、撮像素子ユニット基板４１上に設けられた撮像素子４０に画像を結像するようになっている。また、第２レンズ群３２における第１レンズ群３０側には、絞り３４１とシャッタ羽根３４２とを装備したシャッタユニット３４が設けられている。

そしてこの光学系は、例えば第１のレンズ群３０を負のパワー（拡散光）を有する複数のプラスチックレンズ群で、第２のレンズ群３２を正のパワー（集光）を有する複数のガラスレンズ群で、第３のレンズ群３５を単体のプラスチックレンズで構成し、レンズの第一面から焦点までの長さを短縮できるようにすると共に、第１のレンズ群３０と第３のレンズ群３５に挟まれた第２のレンズ群３２における光軸方向の移動範囲を、第１のレンズ群３０や第３のレンズ群３５の光軸方向の移動範囲より大きくなるように設計してある。

そのため、図３（Ｂ）、（Ｃ）を見ればわかるとおり、この第２レンズ群３２に入射する光束は、広角（Ｗｉｄｅ）、望遠（Ｔｅｌｅ）のどちらにおいても最も絞られた状態となる。また、第２レンズ群３２は、３つのレンズ群のうち最も移動範囲が大きくなるが、その被写体側、及び撮像素子側の両方に或る程度の空間を確保できる。従って、絞り３４１やシャッタ３４２をこの第２レンズ群３２と一体となるよう設置することで、絞り３４１やシャッタ３４２の最大開口を大きくすることなく設置することが可能となる。また、第１レンズ群３０のさらに被写体側にこのシャッタユニット３４を設ける場合に比較して、光学系の光軸方向高さをシャッタユニット３４分だけ低くでき、それだけ、カメラモジュール１を小さく構成することが可能となると共に、シャッタ３４２や絞り３４１を開閉するための駆動力も小さなものですむことになる。

また、第２レンズ群３２を収納する第２レンズ保持枠３３は、第２レンズ群３２の被写体側が小径に構成され、シャッタユニット３４は、逆に第２レンズ保持枠３３側がこの小径に構成されて被写体側に凸となった第２レンズ群３２側周壁と係合するよう、第２レンズ群３２側に凹部とした外周壁が形成されている。そのため、シャッタユニット３４は、この第２レンズ保持枠３３に偏心しないように係合、固定できるようになっている。なお、シャッタユニット３４は、複数の羽根をアクチュエータなどを用いて開閉させる構造のものであれば従来から用いられているものが使用でき、また、以上の説明では、第２レンズ保持枠３３の被写体側に設けた場合を例に説明してきたが、第２レンズ保持枠３３の撮像素子ユニット４側を同様に構成して設けても良いことは勿論である。

そしてこれら第１レンズ群３０、第２レンズ群３２、第３レンズ群３５は、図３（Ｂ）に示した広角（Ｗｉｄｅ）の状態では、第１レンズ群３０と第３レンズ群３５が被写体側に寄り、第２レンズ群３２は撮像素子４０側に寄っている。また、図３（Ｃ）に示した望遠（Ｔｅｌｅ）の状態では、第１レンズ群３０が図３（Ｂ）に示した広角（Ｗｉｄｅ）の状態よりｄで示したようにわずかに撮像素子４０側に移動し、第３レンズ群３５が第１レンズ群３０の移動量に較べれば多少大きく撮像素子４０側に移動して、第２レンズ群３２が大きく被写体側に移動している。

なお、この第２のレンズ群３２とシャッタユニット３４との光軸方向厚さは、実質的に第２のレンズ群３２が移動できる範囲を規定するから、前記図３に示した第２レンズ保持枠３３に設けられた第２レンズ保持枠軸受部３３１の光軸方向長さを、この第２のレンズ群３２とシャッタユニット３４との光軸方向の幅厚と略同じとすることで、実質的に最大長さの軸受けとすることができ、それだけ第２レンズ保持枠の３３の倒れを少なくすることができる。

図５は以上説明してきたレンズ群を収容する被写体側固定枠５０と、撮像素子ユニット４、及び撮像素子側固定枠５１に組み込まれるレンズ群の移動機構を示した図であり、まず図５（Ａ）は実施形態のカメラモジュール１のレンズ群とガイド軸を収容する被写体側固定枠５０の斜視図、図５（Ｂ）は撮像素子と一部の制御回路などを収容した撮像素子ユニット４の斜視図、図５（Ｃ）は撮像素子側固定枠５１に、レンズ群を光軸方向に移動させるためのモータ７０、７１やカム７２、７５を含むレンズ駆動機構を組み込んだ斜視図である。

図５（Ａ）に示したカメラモジュール１の被写体側固定枠５０は、その被写体側（図上、上側）に、第１レンズ群３０を収容した第１レンズ保持枠３１が光軸方向に移動できる直径とした開口部５０１を有し、さらに、前記図２に３７で示した第１ガイド軸を挿入する軸受穴５０２、３８で示した第２ガイド軸を挿入する軸受穴５０３、３９で示した第３ガイド軸を挿入する軸受穴５０４が設けられている。また、図５（Ｃ）に示した、レンズ群を光軸方向に移動させるためのモータ７０、７１やカム７２、７５を含むレンズ駆動機構を組み込んだ撮像素子側固定枠５１は、この被写体側固定枠５０の開いた方の空間に組み込まれる。

また図５（Ｂ）は、前記図２（Ａ）で説明した撮像素子と一部の制御回路などを収容した撮像素子ユニット４の斜視図であり、図示していない撮像素子４０を搭載した撮像素子ユニット基板４１上に、撮像素子と制御回路モジュール４４とを区切るための撮像ユニットフレーム４２が設けられ、さらに図示していない撮像素子４０の上には、例えば赤外線カットフィルタ４３が設けられて、被写体側固定枠５０の下部に固定される。

そして、図５（Ｃ）に示したレンズ群を光軸方向に移動させるための駆動機構は、ズーム用カム７２を回転させるズーム用モータ７０、オートフォーカス用カム７５を回転させるオートフォーカス用モータ７１、ズーム用モータ７０の駆動力をズーム用カム７２に伝えるズーム用ギヤ群７４、ズーム用ギヤ７３、オートフォーカス用モータ７１の駆動力をオートフォーカス用カム７５に伝えるオートフォーカス用ギヤ群７７、オートフォーカス用ギヤ７６等で構成される。

このうち、ズーム用カム７２を回転させるズーム用モータ７０、オートフォーカス用カム７５を回転させるオートフォーカス用モータ７１は、同一形状のモータを互いにそれぞれの駆動軸がカメラモジュール１における光軸方向外端側に向くように、さらに、駆動軸が共通する軸線上に位置してレンズ光軸と平行となるよう直列配置させてある。そしてそれぞれのモータ７０、７１には、外部からの電源や回転指示信号を送る駆動端子７０１、７１１が設けられ、さらにそれら駆動端子７０１、７１１は、被写体側固定枠５１側の側壁面と対面させて平行に配置されている。

そのため、ズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１の２つのモータの光軸方向に投影した場合の面積が、単一のモータのみを配した場合と同じになり、幅方向が小さなカメラモジュールとすることができる。また、それぞれのモータの駆動軸が、互いにカメラモジュールの光軸方向外端側に向くように配置したことで、ギヤなどの駆動力伝達機構は光軸方向両端に設けられることになるから組立が容易となり、さらに中間部分には、駆動力伝達機構を設けなくて済むから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きなカメラモジュールとすることができる。

すなわち、これらズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１から、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５に駆動力を伝える変速歯車群は、例えばズーム用カム７２に設けられたズーム用ギヤ７３、そのズーム用ギヤ７３に駆動力を伝えるズーム用ギヤ群７４等が撮像素子側固定枠５１における被写体側に設けられ、オートフォーカス用カム７５に設けられたオートフォーカス用ギヤ７６とオートフォーカス用ギヤ群７７が、撮像素子４側に設けられている。

この、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５の構造を詳細に図示したのが図６であり、この図６（Ａ）と（Ｂ）は、実施形態のカメラモジュール１におけるレンズ群を移動させるカム７２、７５とカムに付随したギヤ７３、７６の斜視図、（Ｃ）はこのカム７２、７５の回転により、光軸方向に移動する各レンズ枠の軸受部に設けられたカムフォロワ３１２、３３２、３６２とカム面との関係、及びカムの内部構造を示した断面図であり、前記図５（Ｃ）からわかるように、これらズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５の軸心は、ズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１の軸心と同様、レンズ光軸と平行に設けられている。

これらのズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示したように、ズーム用カム７２に第１レンズ群用カム面７２１と第２レンズ群用カム面７２２が、オートフォーカス用カム７５に第３レンズ群用カム面７５１が設けられ、さらに、それぞれの光軸方向両端には、ズーム用ギヤ７３、オートフォーカス用ギヤ７６が設けられている。なお、この図５（Ａ）、（Ｂ）において７２８は、カメラモジュール１の電源投入時にレンズ群をホームポジションに位置させるための信号を得るための被検出面である。

そして図６（Ｃ）に示したように、第１レンズ群用カム面７２１には第１レンズ保持枠３１に設けられた第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２が、第２レンズ群用カム面７２２には第２レンズ保持枠３３に設けられた第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２が、第３レンズ群用カム面７５１には第３レンズ保持枠３６に設けられた第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が当接している。

なお、後記図１１で説明するように、第１レンズ保持枠３１と第２レンズ保持枠３３とには互いを引き合うよう第１、２レンズ群片寄せ用スプリング７９が設けられ、また第３レンズ保持枠３６には、この第３レンズ保持枠３６を撮像素子ユニット４の方に引き寄せるよう第３レンズ群片寄せ用スプリング７８が設けられている。そのため、第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２、第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２が第１レンズ群用カム面７２１、第２レンズ群用カム面７２２に、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が第３レンズ群用カム面７５１に常時当接するようになっている。

またオートフォーカス用カム７５は、撮像素子側固定枠５１に設けられたカム用軸５１１に回転自在に嵌挿され、さらにそのカム用軸５１１のズーム用カム７２側軸端が、ズーム用カム７２に設けられたズーム用カム凹部７２５に挿入されてこのズーム用カム７２の端部を受けている。さらにこのズーム用カム凹部７２５内には、ズームカム片寄せスプリング７２４と第２玉軸受７２３とが設けられ、ズーム用カム７２を被写体側固定枠５０方向に片寄せするようになっている。そして被写体側固定枠５０側には、内部に第１玉軸受７３１を有してこのズーム用カム７２の被写体側固定枠５０側端を受ける軸受部５０５が設けられ、オートフォーカス用カム７５側の第２玉軸受７２３と協働して、ズーム用カム７２がスムーズに回転できるようになっている。

そしてオートフォーカス用カム７５は、後記する第３レンズ群片寄せ用スプリング７８により、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が第３レンズ群用カム面７５１を撮像素子ユニット４の方に押しており、ズーム用カム７２は、ズームカム片寄せスプリング７２４によって被写体側固定枠５０方向に片寄せされているから、これらカムはガタ付くことなく、常時正確なズーミングとフォーカシングを行うことができるようになっている。

なお、この図６（Ｃ）に示した例では、カム用軸５１１のズーム用カム７２側軸端が、ズーム用カム７２に設けられたズーム用カム凹部７２５に挿入されてこのズーム用カム７２の端部を受ける場合を図示したが、逆に、ズーム用カム７２側（すなわち被写体側固定枠５０）にカム用軸を設け、そのカム用軸のオートフォーカス用カム７５側端がオートフォーカス用カム７５に設けた凹部を受けるような構成にしても良く、またこの場合、ズームカム片寄せスプリング７２４も、オートフォーカス用カム７５側に設けるようにしても良いことは勿論である。

またズーム用カム７２は、前記したようにズーミングに当たって第２レンズ群３２を大きく移動させ、それに対してオートフォーカス用カム７５が移動させる第３レンズ群３５は、その光軸方向へ動く距離が短い。しかし、オートフォーカスは従来より高速が求められ、また、オートフォーカス用の第３レンズ群３５は、カメラモジュール１の向きが変わって被写体までの距離が変化したり、ズーミングに伴ってピントがずれた場合にその都度合焦動作を行うから頻繁に動作する。

そのため本実施形態のカメラモジュール１では、少なくともオートフォーカス用の第３レンズ群３６を光軸方向に移動させる駆動系を、ズーム用の第１レンズ群３０、第２レンズ群３２を光軸方向に移動させる駆動系より摩耗しにくい材質で構成し、逆にズーム用の第１レンズ群３０、第２レンズ群３２を光軸方向に移動させる駆動系は、精度が要求されるから高精度に形成できる材質のもので構成するようにした。なお、摩耗しにくいとは、同条件で使用しても摩耗度合いが少ないことを意味する。

こういった材料としては、例えばオートフォーカス用の第３レンズ群３６を光軸方向に移動させる駆動系に結晶性樹脂材料を、ズーム用の第１レンズ群３０、第２レンズ群３２を光軸方向に移動させる駆動系を非結晶性の樹脂材料を用いて構成することで、オートフォーカス用の第３レンズ群３６を光軸方向に移動させる駆動系は摩耗しにくく、ズーム用の第１レンズ群３０、第２レンズ群３２を光軸方向に移動させる駆動系は高精度に形成することができる。

そして具体的には、オートフォーカス用カム７５とそのオートフォーカス用カム７５に駆動力を伝えるオートフォーカス用ギヤ７６を例えば一体に形成し、結晶性樹脂材料で形成するなどしても良い。この結晶性樹脂材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ナイロン（ＰＡ６、ＰＡ６６、ＭＸＤ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエステル（ＰＢＴ、ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶性ポリエステル（ＬＣＰ）等が上げられる。なお、オートフォーカス用ギヤ群７７も、これら結晶性の材料で構成しても良く、逆に、オートフォーカス用カム７５とオートフォーカス用ギヤ７６を、一体に形成しなくても良いことは勿論である。

一方、ズーム用カム７２は非結晶性の樹脂材料を用い、その非結晶性の樹脂材料としては、例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等を上げることができる。そしてズーム用ギヤ７３をズーム用カム７２を上記材料で一体に形成したり、ズーム用ギヤ群７４も上記材料で構成するようにしても良い。また、非結晶性の樹脂材料に、さらに強化繊維を含有させることで、これら非結晶性の樹脂材料を耐久性のある駆動力伝達系とすることも可能である。なお、オートフォーカス用カム７５をズーム用カム７２より摩耗しにくいものとするのであれば、ここに示したものだけでなく、他の材料を用いても良いことは勿論である。

図７はカメラモジュール１におけるレンズ群とその駆動機構、及び撮像素子ユニットとの関係を示した斜視図である。以上説明してきたように、第１レンズ群３０、第２レンズ群３２、第３レンズ群３５は、それぞれ第１レンズ保持枠３１、第２レンズ保持枠３３、第３レンズ保持枠３６に組み込まれ、それぞれの保持枠に設けられた第１レンズ保持枠軸受部３１１、第２レンズ保持枠軸受部３３１、第３レンズ保持枠軸受部３６１が第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８に挿通されていると共に、それぞれの軸受部３１１、３３１、３６１とは光軸に対して略逆側に設けられた軸受に第３ガイド軸が挿通されて、光軸方向に移動できるようになっている。

また各軸受部３１１、３３１、３６１には、第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２、第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が設けられ、これらのカムフォロワがそれぞれ前記したように、ズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５に設けられた第１レンズ群用カム面７２１、第２レンズ群用カム面７２２、第３レンズ群用カム面７５１に当接し、レンズ保持枠３１、３３、３６を光軸方向に移動させる。なお、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８は、カム軸心に対して同心円上となる位置に所定角度離間させて配列されていることは前記したとおりである。

そしてこのズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５を回転させる駆動力は、それぞれに対応して設けられたズーム用ギヤ７３、オートフォーカス用ギヤ７６に、ズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１からズーム用ギヤ群７４、オートフォーカス用ギヤ群７７を介して伝えられる。そのためズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１は、それぞれの駆動軸が共通する軸線上に位置してレンズ光軸と平行となるよう、光軸方向外端側に向けて直列配置させてある。

このように駆動系を構成することにより、２つのモータ７０、７１が占める投影面積は単一のモータのみを配した場合と同じになり、幅方向が小さなカメラモジュール１とすることができる。また、それぞれのモータ７０、７１の駆動軸が、互いにカメラモジュール１の光軸方向外端側に向くように配置してあることで、ギヤなどの駆動力伝達機構の組立が容易となり、中間部分には駆動力伝達機構が来ないようにできるから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きくなったカメラモジュールとすることができる。

また、こういったカメラモジュール１は、電源をＯＮしたとき、図示していない制御回路は、それぞれのレンズ群３０、３２、３５がどのような状態にあるかがわからない。そのため、電源ＯＮしたときにそれぞれのレンズ群３０、３２、３５をホームポジションに戻し、ズーム状態やフォーカス状態をリセットして動作を開始するといったことが一般的に行われている。

そのため、実施形態のカメラモジュール１では、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５と対向させ、フォトリフレクタ６０、６１を設けてホームポジションを検出できるようにしている。そのフォトリフレクタ６０、６１の取り付け状態を示したのが、図８である。この図８において、（Ａ）はフォトリフレクタ６０、６１とカム７２、７５との関係を示した斜視図、（Ｂ）は撮像素子側固定枠５１におけるフォトリフレクタ６０、６１を保持する部分に組み込んだ状態を示した斜視図である。

この図８において、以上説明してきた図１乃至図７に示した構成部品については同一番号を付してあるが、前記したように３０は第１レンズ群、３１は第１レンズ保持枠、３３は第２レンズ保持枠、３４はシャッタユニット、３６は第３レンズ保持枠、３７は第１ガイド軸、３８は第２ガイド軸、３９は第３ガイド軸、４１は撮像素子ユニット基板、５１は撮像素子側固定枠、６０、６１はフォトリフレクタ、７０はズーム用モータ、７１はオートフォーカス用モータ、７２はズーム用カム、７２８はズーム用ホームポジション被検出面、７３はズーム用ギヤ、７５はオートフォーカス用カム、７６はオートフォーカス用ギヤ、７７はオートフォーカス用ギヤ群であり、３４３はシャッタユニット３４に電源や開閉信号を送るシャッタフレキシブル基板、５４１、５４２はフォトリフレクタ６０、６１を固定するため、撮像素子側固定枠５１に設けられたフォトリフレクタ用開口である。

まず図８（Ａ）は、フォトリフレクタ６０、６１とズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５との位置関係を明確に示すため、フォトリフレクタ６０、６１を保持する撮像素子側固定枠５１を除いた斜視図であり、それぞれのフォトリフレクタ６０、６１は、対向するズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５に設けられた、ズーム用ホームポジション被検出面７２８と、図示していないオートフォーカス用ホームポジション被検出面を検出できる位置に保持される。

図８（Ｂ）は、このフォトリフレクタ６０、６１を撮像素子側固定枠５１に組み込んだ状態を示した図であり、フォトリフレクタ６０、６１は、後記する図１１の分解図に示したモータ７０、７１に電源や動作指示信号を送るモータ駆動用フレキシブル基板７に取り付けられ、さらにモータ７０、７１を固定する撮像素子側固定枠５１に設けられた開口５４１、５４２に固定される。それによってフォトリフレクタ６０、６１は、図８（Ａ）に示したように、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５に対面して、例えばズーム用カム７２に設けたホームポジション被検出面７２８や図示していないオートフォーカス用ホームポジション被検出面を検出する。なお、後記するようにフレキシブル基板７は、撮像素子側固定枠５１に固定されるモータ７０、７１のそれぞれに設けられた駆動端子７０１、７１１に接続して撮像素子側固定枠５１に嵌合固定される。

そして、ズーム用カム７２に設けたホームポジション被検出面７２８、及び、明確に図示はしていないがオートフォーカス用カム７５に設けられるホームポジション被検出面は、例えば反射テープを貼り付けたり、反射率の高い材料を印刷しても良い。また、反射率が異なる部分を形成したり、突起部を形成してフォトリフレクタ６０、６１までの距離を可変したり、突起部を形成し、かつその突起部の反射率を異ならせるようにしても良く、例えば第１の反射部と第２の反射部とを設け、第１の反射部は第２の反射部よりもフォトリフレクタ側に突出する突状に形成したり、あるいは、第１の反射部よりも第２の反射部の光の反射率を低く設定するなどしても良い。さらに、第１の反射部のフォトリフレクタ側の表面に金属蒸着等による鏡面加工や色塗装（例えば、白色塗装等）を施したり、高い反射率の部材（例えば、白色または銀色のテープ）を貼付けたり、第２の反射部の表面を梨地処理することなどにより、第１の反射部の反射率を第２の反射部の反射率よりも高く設定するようにしても良い。

このようにすることにより、例えばカメラモジュール１の電源をＯＮしたとき、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５を回転させ、フォトリフレクタ６０、６１がホームポジション被検出面７２８と、明確には図示していないオートフォーカス用カム７５に設けられたホームポジション被検出面からの反射光でホームポジションであることを検出したら、ズーミングや焦点合わせ（フォーカシング）のホームポジションであると認識してモータ７０、７１の回転を停止させるようにする。

そのため、どのような状態でカメラモジュール１の電源がＯＦＦされても、再度電源がＯＮされたとき、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５はフォトリフレクタ６０、６１に対して所定角度回転した位置をホームポジションとして回転できるから、それ以後はモータ７０、７１に所定の回転指示を与えることで所望のズーム量や正確なピント合わせを行うことができる。

以上が実施形態のカメラモジュール１の構成であるが、この実施形態のカメラモジュール１における光学レンズを除いたレンズ駆動機構を、被写体側固定枠５０と撮像素子側固定枠５１に組み込んだ状態を示した斜視図と正面図、及び断面図を示したのが図９であり、第３レンズ保持枠３６を撮像素子ユニット４の方に引き寄せる第３レンズ群片寄せ用スプリング７８の取り付け状態を示したのが図１０、さらにそれらの部品構成を示したのが図１１に示した分解図である。

まず、図１１の分解図であるが、前記したように実施形態のカメラモジュール１は、被写体側固定枠５０により、第１レンズ保持枠３１、第３レンズ保持枠３６を光軸方向に移動させるための第１ガイド軸３７、シャッタユニット３４が一体化された第２レンズ保持枠３３を光軸方向に移動させるために別軸とした第２ガイド軸３８、これらレンズ枠３１、３６、３３を回り止めしながらガイドする第３ガイド軸３９等が支持されている。また、撮像素子側固定枠５１により、ズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１が支持されると共に、この撮像素子側固定枠５１にオートフォーカス用カム７５を回転自在に支持するカム用軸５１１が設けられている。

これら第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８、第３ガイド軸３９は、それぞれレンズ群の光軸と平行に設けられ、第１レンズ保持枠３１と第３レンズ保持枠３６とは、それぞれに設けられた第１レンズ保持枠軸受部３１１、第３レンズ保持枠軸受部３６１が第１ガイド軸３７に挿通され、一方、第２レンズ保持枠３３に設けられた第２レンズ保持枠軸受部３３１が別軸とされた第２ガイド軸３８に挿通されると共に、それぞれの一端に設けられた軸受に第３ガイド軸が共通に挿通されて、それぞれ光軸方向に移動できるようになっている。

このうち、第１レンズ保持枠３１と第２レンズ保持枠３３における第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２、第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２には、互いのレンズ枠を引き寄せ合うよう第１、２レンズ群片寄せ用スプリング７９が掛けられ、前記図６で説明したように、第１レンズ保持枠カムフォロワ３１２が第１レンズ群用カム面７２１に、第２レンズ保持枠カムフォロワ３３２が第２レンズ群用カム面７２２に常時当接するようになっている。また、第３レンズ保持枠３６には、後記図１０で詳細に説明するように、この第３レンズ保持枠３６を撮像素子ユニット４の方に引き寄せ、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が第３レンズ群用カム面７５１に常時当接するよう、第３レンズ群片寄せ用スプリング７８が設けられている。

前記したように、ズーム用カム７２の被写体側にはズーム用ギヤ７３が固定され、さらに第１玉軸受７３１を介して被写体側固定枠５０側に設けた軸受部５０５（図６（Ｃ）参照）でズーム用カム７２の端部が支持されている。また、ズーム用カム７２の内部に形成されたズーム用カム凹部７２５には、ズームカム片寄せスプリング７２４と第２玉軸受７２３が入れられ、さらに前記図６で説明したように、オートフォーカス用カム７５を回転自在に支持したカム用軸５１１の軸端が嵌挿されて、これらズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５が回転できるようになっている。

電源や制御信号を入力するための駆動端子７０１、７１１を備えたズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１とは、同一形状をして、それぞれの駆動軸が光軸に平行に、かつ、光軸方向外側を向くよう直列に撮像素子側固定枠５１に取り付けられる。そしてズーム用ギヤ群７４、オートフォーカス用ギヤ群７７が、撮像素子側固定枠５１に植立されたそれぞれのギヤ軸６２３、６２４に挿入され、オートフォーカス用ギヤ群７７は、さらにギヤプレート６２５で抜け止めされる。

また、この撮像素子側固定枠５１には、ズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５に設けられたホームポジション被検出面７２８（オートフォーカス用カム７５には図示せず）を検出するための、フォトリフレクタ６０、６１を挿入して固定する開口５４１、５４２が設けられている。フォトリフレクタ６０、６１は、モータ駆動用フレキシブル基板７における６２１、６２２で示した位置の図上、裏側に取り付けられている。そして、モータ駆動用フレキシブル基板７にはズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１の駆動端子７０１、７１１を嵌め込む開口６２６が設けられ、モータ駆動用フレキシブル基板７のこの開口６２６を駆動端子７０１、７１１に嵌め込んだとき、撮像素子側固定枠５１の開口５４１、５４２にフォトリフレクタ６０、６１が嵌め込まれて固定される。

図１２は、撮像素子側固定枠５１のフォトリフレクタ６０（または６１）の取付用開口５４１（または５４２）近傍の断面図を示すが、本発明は開口５４１（または５４２）近傍の内壁、すなわちズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）に対向する面側に、遮光部材を形成したことを特徴とする。図１２（ａ）は、遮光壁５４１aをズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）に接触しないように上面に向かって（すなわち、図１２（ａ）上の左側に向かって）所定の角度を形成するように立設させた状態を示す図である。この遮光壁５４１ａは、撮像素子側固定枠５１と一体成形で形成してもよく、あるいは遮光壁５４１aを撮像素子側固定枠５１に貼付してもよい。なお、図１２は、開口５４１を含むその近傍の断面図と開口５４２を含むその近傍の断面図とを共通で示しているが、開口５４１はズーム用ギヤ７３側から見た断面図であり、開口５４２はオートフォーカス用ギヤ７６側から見た断面図であり、双方は光軸方向で１８０度相違した方向から見たものとなる。

図１２（ｂ）は、撮像素子側固定枠５１に弾性部材５４１ｂを貼付し、貼付側と反体の端部をズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）に接触させた状態を示す図である。この弾性部材は、ゴム材やスポンジ材でフォトリフレクタ６０（または６１）の光学素子から発せられる光を透過しないものを用いればよい。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）のいずれにおいても、フォトリフレクタ６０（または６１）の発光素子から発せられる光をズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）のみに当てることができ、フォトリフレクタ６０（または６１）とズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）との間から漏光してしまう影響を排除できるようになる。特に、図１２（ｂ）に示す弾性部材５４１ｂの構成とすると、ズーム用カム７２（またはオートフォーカス用カム７５）に接触させるとより漏光が少なくなる。
撮像素子ユニット４は、前記したように撮像素子４０、制御回路モジュール４４が実装された撮像素子ユニット基板４１、赤外線カットフィルタ４３（図１１には図示せず）、撮像ユニットフレーム４２とで構成され、制御回路モジュール４４は、メインフレキシブル基板６によって外部との信号のやり取りを行うようになっている。なお、この図６中、５２、５３は被写体側固定枠５０の開口部を覆うカバーであり、５４は被写体側固定枠５０におけるズーム用ギヤ群７４の収容部を覆うギヤボックス用カバーである。

図９は、実施形態のカメラモジュール１における光学レンズを除いたレンズ駆動機構を、被写体側固定枠５０と撮像素子側固定枠５１に組み込んだ状態を示した斜視図と正面図、及び断面図であり、図９（Ａ）は、被写体側から見たカメラモジュール１の斜視図、図９（Ｂ）は被写体側正面図、図９（Ｃ）は撮像素子ユニットの組み込み側から見た斜視図、図９（Ｄ）はレンズ群を移動させるカム７２、７５の軸心とモータ７０、７１の軸心を通る平面で切断したときの断面図である。図中、以上説明してきたのと同じ構成部品には同一番号が付されている。

前記図５（Ａ）で説明し、この図９（Ａ）から明らかなように、実施形態のカメラモジュール１は、その被写体側固定枠５０に、第１レンズ群３０を収容した第１レンズ保持枠３１が光軸方向に移動できる直径とした開口部５０１を有し、また、撮像素子側固定枠５１には、被写体側固定枠５０と組み合わせたとき、ズーム用ギヤ７３やズーム用ギヤ群７４を収容する空間となるギヤ取り付け孔５０６が設けられている。従って、この被写体側固定枠５０における被写体側には、図９（Ｂ）に示したように、前記図３に３７で示した第１ガイド軸を挿入する軸受穴５０２、同じく３８で示した第２ガイド軸を挿入する軸受穴５０３、同じく３９で示した第３ガイド軸を挿入する軸受穴５０４を設けることができる。

また、図９（Ｃ）に示したように、撮像素子側固定枠５１における撮像素子側は全面開放されており、ズーム用ギア群７４以外はこちら側から挿入、組立ができるから、組み立て性の良いカメラモジュールとすることができる。なお、ズーム用ギア群７４も、撮像素子側固定枠５１から組み立て、ギヤ取り付け孔５０６で調整するようにしても良い。さらに、図９（Ａ）、（Ｃ）からわかるように実施形態のカメラモジュール１は、ズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１、ズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５を収容した側面も開放され、側面からも各種部品を取り付けたり、調整を行うことが可能であるから、組み立て容易性の大きいカメラモジュールとすることができる。

そして、以上説明してきた図１１の分解図に示したズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５は、図９（Ｄ）の断面図に示したように、撮像素子側固定枠５１に設けられたカム用軸５１１にオートフォーカス用カム７５が回転自在に支持され、さらに、カム用軸５１１の軸端がズーム用カム７２に設けられたズーム用カム凹部７２５を受け、内部の第２玉軸受７２３、ズームカム片寄せスプリング７２４によってズーム用カム７２が被写体側固定枠５０方向に寄せられている。

第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８、第３ガイド軸３９は、図９（Ｂ）の正面図に示したそれぞれのガイド軸を挿入する軸受穴５０２、５０３、５０４の位置からわかるように、軸心が作る三角形が、略２等辺三角形となるような配置となっている。また、モータ７０、７１は同一形状であってそれぞれの駆動軸が光軸方向両側となるよう、光軸と平行な共通する軸線上に駆動軸が位置するように直列配列してある。

そのため、ズーム用モータ７０とオートフォーカス用モータ７１から、ズーム用カム７２とオートフォーカス用カム７５に駆動力を伝えるズーム用ギヤ群７４、オートフォーカス用ギヤ群７７は、この図９（Ａ）、（Ｂ）に示したように被写体側固定枠５０における開放されたギヤ取り付け孔５０６や、図９（Ｃ）に示したように撮像素子側固定枠５１における開放空間５１２から容易に組み付けることが可能となる。

図１０は、実施形態のカメラモジュールにおける第３レンズ保持枠３６を、撮像素子ユニット４の方に引き寄せる第３レンズ群片寄せ用スプリング７８の取り付け状態を示した図である。この第３レンズ群片寄せ用スプリング７８は、図１０（Ａ）に示したように、その一端が第３レンズ保持枠３６の第３レンズ保持枠軸受部３６１に設けられたスプリング掛け３６３に掛けられ、他端が図示していない撮像素子側固定枠５１に掛けられている。そのため第３レンズ保持枠３６は、常時撮像素子ユニット４の方に引き寄せられ、図１０（Ｂ）に示したように、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２が、オートフォーカス用カム７５の第３レンズ群用カム面７５１に常時当接するようになっている。従って、第３レンズ保持枠カムフォロワ３６２は、ガタ付くことなく第３レンズ群用カム面７５１に常時当接することになり、正確なフォーカシングを行うことができる。

このように実施形態になるカメラモジュール１は、オートフォーカス用の第３レンズ群３５、ズーム用の第１、第２レンズ群３０、３２とを光軸方向に移動させる、オートフォーカス用カム７５、ズーム用カム７２を同軸、かつ、光軸と平行な軸線上で、夫々独立して回転自在に嵌合させ、さらに、それぞれを駆動するオートフォーカス用モータ７１、ズーム用モータ７０も、駆動軸が光軸と平行な共通する軸線上に位置するように直列配列してある。また、レンズ群を光軸方向に移動自在に支持する第１、第２、第３ガイド軸３７、３８、３９もカムやモータと同様、光軸と平行に配列されているから、オートフォーカス用カム７５、ズーム用カム７２とオートフォーカス用モータ７１、ズーム用モータ７０の光軸方向の投影面積は、それぞれ単一のカムとモータの場合と同じになって、それだけカメラモジュール１を、ひいては携帯端末そのものを小型化することができる。また、これら全てが光軸と平行に配列され、さらに、被写体側固定枠５０と撮像素子側固定枠５１にギヤ取り付け孔５０６や開放空間５１２が設けられていることで、それぞれの部品を組み込む自由度が増してレイアウトも容易になる。

また、移動範囲の大きい第２レンズ群３２をガイドする第２ガイド軸３８は、第１レンズ群３０、第３レンズ群３５のガイド軸とは別軸としたから、他のレンズ群と干渉することなく動作させることができ、レンズ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となり、さらにガイド軸の軸受けも長く構成することが可能となるから、レンズ群の倒れ等を少なくできる。また、第２レンズ群３２はシャッタユニット３４と一体化されているが、その第２レンズ保持枠軸受部３３１の長さを第２レンズ群３２とシャッタユニット３４の厚さを合わせた厚さと同程度とすることで、最大長さの軸受けとすることができ、それだけレンズ保持部の倒れを少なくすることができる。

このように、構成された各部品を図１（Ｂ）のように組み立て、最終的に図１（Ａ）のように外装カバー２を掛けることで、実施形態のカメラモジュール１となるわけであるが、前記したようにこのカメラモジュール１の内部には、制御回路モジュール４４やズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１、そしてシャッタユニット３４には、絞り３４１とシャッタ３４２を駆動するためのアクチュエータなど、各種のノイズ源が存在し、また、外部からノイズが侵入すると、制御回路モジュール４４が誤動作を起こす可能性がある。

そのため実施形態のカメラモジュール１では、図１３に示したように、被写体側固定枠５０を覆う外装カバー２または被写体側固定枠５０、あるいは、シャッタユニット３４と、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８、第３ガイド軸３９のうちのいずれか（シャッタユニット３４の場合は第２ガイド軸３８のみ）、または全てを、金属、若しくは炭素やステンレスを混入して電気伝導性を持たせた材料で構成し、例えば第３ガイド軸３９の一端や一部を、対応する外装カバー２に設けた接触部２１やシャッタユニット３４に接触させ、かつ、他端を撮像素子ユニット４を構成する撮像素子ユニット基板４１のアース面に、導通線２２で接続するようにしてある。

このようにすることにより、外装カバー２または電気伝導性を持たせた被写体側固定枠５０、あるいは、シャッタユニット３４と撮像素子ユニット基板４１のアース面とが第３ガイド軸３９で接続され、外部から侵入しようとしたノイズは外装カバー２または電気伝導性を持たせた被写体側固定枠５０から撮像素子ユニット基板４１のアース面に落ち、また、制御回路モジュール４４やズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１、そしてシャッタユニット３４などから発生したノイズも外に出ていったり、内部制御回路に影響を与えることが無くなるか少なくなる。なお、アース接続する軸は、前記した第３ガイド軸３９だけに限らず、第１ガイド軸３７、第２ガイド軸３８を用いても良いことは自明である。

このように構成した実施形態のカメラモジュール１は、図示していない電源がＯＮされるとやはり図示していない制御回路によってズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１が駆動され、ズーム用カム７２、オートフォーカス用カム７５がホームポジション方向に回転して、それぞれのカムに設けられたホームポジション被検出面７２８（オートフォーカス用カム７５には図示せず）がフォトリフレクタ６０、６１で検出される。するとズーム用モータ７０、オートフォーカス用モータ７１の駆動が停止され、撮像素子４０によって検出された被写体までの距離に応じてオートフォーカス用モータ７１が駆動されて、オートフォーカス用カム７５によって第３レンズ群３５が光軸方向に移動し、現在撮像している被写体にピントを合わせる位置で停止する。

その位置でズーミングの指示が来た場合、図示していない制御回路はズーム用モータ７０を駆動し、ズーム用カム７２を駆動して第１レンズ群３０、第２レンズ群３２を指示されたズーム比となるよう光軸方向に移動させる。そして、オートフォーカス用モータ７１が駆動され、変更された焦点距離によって移動したピント位置を補正するため、第３レンズ群３５が光軸方向に移動して、変化した焦点距離に応じたピント位置で停止する。

図１４は、以上説明してきたカメラモジュール１を組み込んだ携帯端末の一例である。この図１４に示した携帯端末は、一例として携帯電話機８０の場合を示している。図中８１は操作部（操作部材）、８２はディスプレイ（表示部材）で、この図１３はこれら操作部（操作部材）８１、ディスプレイ（表示部材）８２が見える状態（開状態）で示した平面図であり、図示の携帯電話機８０は、操作部８１が搭載された第１のケース部８３とディスプレイ８２が搭載された第２のケース部８４とがヒンジ機構８５によって連結され、第１及び第２のケース部８３及び８４は、ヒンジ機構８５の回りに回動可能となっている。なお、第１及び第２のケース部８３及び８４はケース体を構成する。

第２のケース８４の外側には、図中破線二重丸で示す位置に、前述したカメラモジュール１におけるレンズ３を露出させる開口部が形成され、図１に３で示したレンズが外側を向くようカメラモジュール１が組み込まれており、操作部８１の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール１によって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、ディスプレイ８２上に表示される。なお、図示はしないが、第１のケース部８３にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、第２のケース部８４の厚さ寸法は、略カメラモジュール１の高さに規制されている。

以上種々述べてきたように本実施形態によれば、オートフォーカス（ＡＦ）機能やズーム機能を組み込んだ、小型で軽量に構成でき、かつ光検出手段からの漏光の影響を排除したカメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。

実施形態のカメラモジュール１の外観斜視図で、（Ａ）は外装カバー２を掛けた状態を、（Ｂ）は外装カバー２を外してフレキシブル基板６、７などの配線部材の状態をも示した斜視図である。 （Ａ）は実施形態のカメラモジュール１における撮像素子ユニット４の分解斜視図、（Ｂ）はその撮像素子ユニット４をカメラモジュール１本体に組み込む状態を示した斜視図である。 実施形態のカメラモジュール１を構成するレンズ群３０、３２、３５と、そのレンズ群を収容するレンズ保持枠３１、３３、３６の光軸方向移動をガイドするガイド軸３７、３８、３９との関係を示した斜視図である。 （Ａ）は実施形態のカメラモジュール１のレンズ群３０、３２、３５の各々を構成するレンズと撮像素子４０を示した断面図、（Ｂ）は広角（Ｗｉｄｅ）の状態における各レンズ群３０、３２、３５の位置関係を示した図、（Ｃ）は同じく望遠（Ｔｅｌｅ）の状態における各レンズ群３０、３２、３５の位置関係を示した図である。 （Ａ）は実施形態のカメラモジュール１のレンズ群とガイド軸を収容する被写体側固定枠５０の斜視図、（Ｂ）は撮像素子と一部の制御回路などを収容した撮像素子ユニット４の斜視図、（Ｃ）はレンズ群を光軸方向に移動させるためのモータ７０、７１やカム７２、７５を含むレンズ駆動機構の斜視図である。 （Ａ）と（Ｂ）は、実施形態のカメラモジュールのレンズ群を移動させるカム７２、７５とカムに付随したギヤ７３、７６の斜視図、（Ｃ）はこのカム７２、７５の回転により、光軸方向に移動する各レンズ枠の軸受部に設けられたカムフォロワ３１２、３３２、３６２とカム面との関係、及びカムの内部構造を示した断面図である。 実施形態のカメラモジュール１におけるレンズ群とその駆動機構、及び撮像素子ユニットの関係を示した斜視図である。 レンズ群を駆動するカムのホームポジション検出用のフォトリフレクタ６０、６１の取り付け状態を示した図で、（Ａ）はフォトリフレクタ６０、６１とカム７２、７５との関係を示した斜視図、（Ｂ）は撮像素子側固定枠５１におけるフォトリフレクタ６０、６１を保持する部分に組み込んだ状態を示した斜視図である。 実施形態のカメラモジュール１におけるレンズ駆動機構を、被写体側固定枠５０と撮像素子側固定枠５１に組み込んだ状態をレンズ群を除いて示した斜視図と断面図であり、（Ａ）は被写体側から見た斜視図、（Ｂ）は被写体側正面図、（Ｃ）は撮像素子ユニットの組み込み側から見た斜視図、（Ｄ）はレンズ群を移動させるカム７２、７５の軸心とモータ７０、７１の軸心を通る平面で切断したときの断面図である。 実施形態のカメラモジュールにおける第３レンズ保持枠３６を、撮像素子ユニット４の方に引き寄せる第３レンズ群片寄せ用スプリング７８の取り付け状態を示した図である。 実施形態のカメラモジュール本体の部品構成を示す分解図である。 （ａ）は開口５４１（または５４２）近傍の遮光部材の断面図を示す一実施例であり、（ｂ）は他の遮光部材の実施例を示す断面図である。 実施形態のカメラモジュールの外装カバーと撮像素子ユニットの基板とを、一のレンズ枠ガイド軸によってアースする機構を示した断面図である。 実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯電話機の一例を概略的に示す図である。

符号の説明

１ カメラモジュール
２ 外装カバー
３ 光学レンズ
４ 撮像素子ユニット
５ カメラモジュール本体
６ メインフレキシブル基板
７ モータ駆動用フレキシブル基板
３０ 第１レンズ群
３１ 第１レンズ保持枠
３２ 第２レンズ群
３４ シャッタユニット
３４１ 絞り
３４２ シャッタ
３５ 第３レンズ群
３６ 第３レンズ保持枠
３７ 第１ガイド軸
３８ 第２ガイド軸
３９ 第３ガイド軸
４０ 撮像素子
４１ 撮像素子ユニット基板
４２ 撮像ユニットフレーム
４３ 赤外線カットフィルタ
４４ 制御回路モジュール
５０ 被写体側固定枠
５１ 撮像素子側固定枠
５２、５３ カバー
５４ ギヤボックス用カバー
５４１、５４２ 開口
５４１ａ、５４１ｂ 遮光部材
６０、６１ フォトリフレクタ
７０ ズーム用モータ
７１ オートフォーカス用モータ
７２ ズーム用カム
７３ ズーム用ギヤ
７４ ズーム用ギヤ群
７５ オートフォーカス用カム
７６ オートフォーカス用ギヤ
７７ オートフォーカス用ギヤ群
７８ 第３レンズ群片寄せ用スプリング
７９ 第１、２レンズ群片寄せ用スプリング

Claims (6)

1. オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源を具えたカメラモジュールにおいて、
   前記カム体が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第１のモータの駆動力を受けて回転する第１のカム体と、前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第２のモータの駆動力を受けて回転する第２のカム体とを含み、前記夫々のカム体に前記夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部を設け、
   該夫々の被検出部と対面させて、前記第１及び第２のカム体を支持するハウジング体に開口を形成し、該開口に前記夫々の被検出部を検知する夫々の光検出手段を配設し、
   前記ハウジング体の前記開口近傍の内壁に遮光部材を形成したことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記遮光部材を弾性部材とし、該弾性部材を前記カム体に接触させることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記光検出手段をフレキシブル基板に備え、該フレキシブル基板が、前記ハウジング体に位置決めして配設されているモータの支持部に嵌合固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラモジュール。
4. 前記ズーム用光学レンズ群を構成する第１および第２のレンズ群と、オートフォーカス用光学レンズ群を構成する第３のレンズ群とを備え、前記第１および第２のレンズ群を移動操作する第２のカム体と、第３のレンズ群を移動操作する第１のカム体とが同軸で、且つ、光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のカメラモジュール。
5. 前記第１のモータと第２のモータを、駆動軸が互いにカメラモジュールを構成するハウジング体の光軸方向外端側に向くようにレンズ光軸と平行に直列配置させ、前記夫々の外端側に設けた伝達系を介して夫々のカム体が独立して回転駆動されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のカメラモジュール。
6. オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源を具え、前記カム体が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第１のモータの駆動力を受けて回転する第１のカム体と、前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第２のモータの駆動力を受けて回転する第２のカム体とを含み、前記夫々のカム体に前記夫々のカム体の回転基準位置を設定する被検出部を設け、該夫々の被検出部と対面させて、前記第１及び第２のカム体を支持するハウジング体に開口を形成し、該開口に前記夫々の被検出部を検知する夫々の光検出手段を配設し、前記ハウジング体の前記開口近傍の内壁に遮光部材を形成したカメラモジュールと、
   前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
   前記ケース体に設けられ、前記カメラモジュールの前記レンズ駆動機構を操作する操作部と、を有することを特徴とする携帯端末。

Images