JP2008129407A - カメラモジュールおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子で撮像される画像の品質を確保する上で有利なカメラモジュールおよび電子機器を提供する。
【解決手段】カメラモジュール１０は、レンズ１２と、鏡筒１６と、ホルダ１８と、撮像素子１４と、基板２０とを含んで構成されている。ホルダ１８の大径部３２が、撮像素子１４の前方にレンズ１２が位置するように、接着剤Ｂ１を用いて基板２０に取着されている。鏡筒１６の雄ねじ１６０２とホルダ１８の雌ねじ３００２との螺合状態で、ホルダ１８の第２案内面３００４が鏡筒１６の第１案内面１６０６に係合している。これによりレンズ１２の光軸と直交する方向のホルダ１８に対する鏡筒１６のがたつきが防止される。
【選択図】図３

Description

本発明はカメラモジュールおよびカメラモジュールが組み込まれた電子機器に関する。

近年、カメラモジュールが組み込まれた携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末、あるいは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの種々の電子機器が提供されている。
カメラモジュールは、被写体像を導く撮影光学系としてのレンズと、このレンズで導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなどの撮像素子とを含むものである。
カメラモジュールから出力された撮像信号は後段の信号処理回路によって処理され、静止画データあるいは動画データが生成され、メモリカードなどの記録媒体に記録される。
このようなカメラモジュールとして、被写体像を撮像素子に導くレンズと、レンズを保持する鏡筒と、鏡筒を保持するホルダとを備え、このようにレンズおよび鏡筒を保持するホルダが、撮像素子が設けられた基板に接着などにより取着されたものが提供されている（特許文献１参照）。
このカメラモジュールでは、鏡筒のホルダへの取り付けを、鏡筒の外周面に形成された雄ねじをホルダの内周面に形成された雌ねじに螺合することで行っており、このように構成することで、レンズを撮像素子に対して接離する方向に移動させて焦点距離の調整が行えるようになっている。
そして、焦点距離の調整が完了した状態で、雌ねじと雄ねじとが螺合された箇所に接着剤が塗布され鏡筒とホルダとが固定されている。
特開２００１−２９２３６５

このような従来のカメラモジュールでは、雌ねじと雄ねじとを円滑に螺合させるために、レンズの光軸と直交する面内において両者の間に若干の隙間が形成されている。
したがって、接着剤で鏡筒とホルダとが固定されてはいるものの、環境温度の変化によってホルダや鏡筒が熱収縮すると前記の隙間が拡大してホルダと鏡筒との間でがたつきが生じ、これによりレンズの光軸ずれが発生して撮像素子で撮像される画像の品質を確保する上で不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は撮像素子で撮像される画像の品質を確保する上で有利なカメラモジュールおよび電子機器を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のカメラモジュールは、被写体像を撮像素子に導くレンズと、前記レンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒を保持するためのホルダと、前記鏡筒の外周部に形成された雄ねじと、前記鏡筒の外周部に前記鏡筒の軸心を中心として延在するように設けられた円筒状の第１案内面と、前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじに螺合する雌ねじと、前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじと前記雌ねじとの螺合状態で前記第１案内面に係合し前記レンズの光軸と直交する方向の前記ホルダに対する前記鏡筒のがたつきを防止する第２案内面とを備え、前記雌ねじと前記雄ねじとが螺合された箇所に塗布された接着剤により前記鏡筒と前記ホルダとが固定されているを備えることを特徴とする。
また本発明は、カメラモジュールが組み込まれた電子機器であって、前記カメラモジュールは、被写体像を撮像素子に導くレンズと、前記レンズを保持する鏡筒と、前記鏡筒を保持するためのホルダと、前記鏡筒の外周部に形成された雄ねじと、前記鏡筒の外周部に前記鏡筒の軸心を中心として延在するように設けられた円筒状の第１案内面と、前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじに螺合する雌ねじと、前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじと前記雌ねじとの螺合状態で前記第１案内面に係合し前記レンズの光軸と直交する方向の前記ホルダに対する前記鏡筒のがたつきを防止する第２案内面とを備え、前記雌ねじと前記雄ねじとが螺合された箇所に塗布された接着剤により前記鏡筒と前記ホルダとが固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、鏡筒の雄ねじとホルダの雌ねじとの螺合状態でホルダの第２案内面が鏡筒の第１案内面に係合する。
したがって、雄ねじと雌ねじとを円滑に螺合させるための隙間が、レンズの光軸と直交する面内において存在していても、第１案内面と第２案内面との係合によりレンズの光軸と直交する方向のホルダに対する鏡筒のがたつきが防止される。
したがって、レンズの光軸ずれが抑制され、撮像素子で撮像される画像の品質を確保する上で有利となる。

まず、本実施の形態のカメラモジュール１０が組み込まれる電子機器１００について説明する。
図１は本実施の形態のカメラモジュール１０が組み込まれた電子機器１００の一例の説明図で、（Ａ）は第２の筐体１０６上に第１の筐体１０４が重ね合わされ閉じた状態の外観図、（Ｂ）は第２の筐体１０６に対して第１の筐体１０４が開いた状態の外観図である。
図１に示すように電子機器１００は携帯電話機であり、ヒンジ部１０２によって揺動可能に連結された第１、第２の筐体１０４、１０６を有している。
第１の筐体１０４の内面には液晶表示パネルなどで構成されるディスプレイ１０８が設けられ、第２の筐体１０６の内面にはテンキーや機能キーなどの操作部１１０が設けられている。
カメラモジュール１０は、第１の筐体１０４の基端部に組み込まれ、撮像装置１００で撮像した画像はディスプレイ１０８に表示されるように構成されている。
図１（Ａ）において、符号１１２は、第１の筐体１０４に組み込まれたカメラモジュール１０のレンズ１２（図２参照）の前方に設けられた透明材料からなるレンズカバーを示す。

図２は電子機器１００の制御系の構成を示すブロック図である。
電子機器１００は、カメラモジュール１０、ディスプレイ１０８、操作部１１０に加えて、システムコントロール部１４０、メモリ媒体コントローラ１５０などを含んで構成されている。
カメラモジュール１０は、撮像部１３０を含んで構成され、撮像部１３０は基板２０（図３参照）に実装されている。
撮像部１３０は、カメラモジュール１０の撮像素子１４を用いて被写体の撮像を行い、撮像信号をメイン基板に搭載されたシステムコントロール部１４０に出力するものである。
すなわち、撮像部１３０では、撮像素子の出力信号に対し、ＡＧＣ（自動利得制御）、ＯＢ（オプティカルブラック）クランプ、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）といった処理を行ってデジタル撮像信号を生成し、システムコントロール部１４０に出力する。

システムコントロール部１４０は、ＣＰＵ１４１、ＲＯＭ１４２、ＲＡＭ１４３、ＤＳＰ１４４、外部インターフェース１４５等が設けられている。
ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４２及びＲＡＭ１４３を用いて電子機器１０の各部に指示を送り、システム全体の制御を行うものである。
また、ＣＰＵ１４１は、操作部１１０からの入力信号を監視し、その入力内容に基づいて各種の動作制御を実行するものである。
ＤＳＰ１４４は、撮像部１２０からの撮像信号に対して各種の信号処理を行うことにより、所定のフォーマットによる静止画または動画の映像信号（例えばＹＵＶ信号等）を生成するものである。
外部インターフェース１４５には、各種エンコーダやＤ／Ａ変換器が設けられ、システムコントロール部１４０に接続される外部要素（本例では、ディスプレイ１０８、操作部１１０、メモリ媒体１５１）との間で、各種制御信号やデータをやり取りするものである。

メモリ媒体コントローラ１５０は、システムコントローラ１４０から出力される静止画または動画の映像信号を画像データとしてメモリ媒体１５１に記録し、また、メモリ媒体１５１から画像データを読み出してシステムコントローラ１４０に供給するものである。
メモリ媒体１５１は、例えば、電子機器１０に取り出し不能に組み込まれた内蔵メモリ、あるいは、電子機器１０に設けられた不図示のメモリスロットを介して装脱可能に装着されるメモリカードである。

次にカメラモジュール１０の構成について詳細に説明する。
図３はカメラモジュール１０の構成を示す断面図である。
カメラモジュール１０は、レンズ１２と、鏡筒１６と、ホルダ１８と、撮像素子１４と、基板２０とを含んで構成されている。
レンズ１２は被写体像を撮像素子１４に導くものであり、本実施の形態では貼り合わせレンズで構成されている。
撮像素子１４は基板２０に搭載されている。
撮像素子１４はレンズ１２によって導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するものである。
撮像素子１４として、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサあるいは従来公知のさまざまな撮像素子を用いることができる。

撮像素子１４は、多くの場合、被写体像が導かれる撮像面１４０２が形成された素子本体１４０４と、素子本体１４０４を収容する収容凹部１４０６を有するパッケージ１４０８と、撮像面１４０２を覆うように収容凹部１４０６を閉塞する透明なカバーガラス１４１０などを有している。
そして、パッケージ１４０８の底面が基板２０の表面に接着剤により取り付けられ、パッケージ１４０８の底面またはパッケージ１４０８の側面下部に露出する接続端子と基板２０の表面の接続端子とが半田付けにより接続されている。

鏡筒１６はレンズ１２を保持している。
鏡筒１６はレンズ１２の光軸方向に沿った長さを有し、レンズ１２は、撮像素子１４と離れた鏡筒１６の長手方向の端部に設けられている。ここで、被写体側を前方とし、撮像素子１４側を後方とすると、レンズ１２は鏡筒１６の前部に設けられている。
鏡筒１６の外周部の前部に雄ねじ１６０２が形成されている。
鏡筒１６の外周部で雄ねじ１６０２よりも撮像素子１４寄りの箇所に、雄ねじ１６０２よりも大きな寸法の外径を有するフランジ１６０４が設けられている。フランジ１６０４は、本実施の形態では、鏡筒１６の後部に設けられている。
フランジ１６０４の外周面により第１案内面１６０６が形成されている。
したがって、第１案内面１６０６は、雄ねじ１６０２よりも大きな寸法の外径で形成されていることになる。
また、第１案内面１６０６は、鏡筒１６の外周部に、鏡筒１６の軸心を中心として延在するように設けられ、また、鏡筒１６の外周部で雄ねじ１６０２よりも撮像素子１４寄りの箇所に設けられていることになる。
なお、本実施の形態では、雄ねじ１６０２とフランジ１６０４との間に、雄ねじ１６０２の谷径以下の外径で中間外周面１６０８が形成されている。

ホルダ１８は、筒状の小径部３０と、この小径部３０よりも大きな断面積を有する中空状の大径部３２とを有している。なお、大径部３２は筒状であってもよく矩形枠状であってもよい。
小径部３０の内周部に、雌ねじ３００２と第２案内面３００４とが形成されている。
雌ねじ３００２は、雄ねじ１６０２に螺合可能である。
第２案内面３００４は、雌ねじ３００２に隣接する箇所で雌ねじ３００２よりも大きな内径で形成されている。
この第２案内面３００４は、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２との螺合状態で第１案内面１６０６に係合しレンズ１２の光軸と直交する方向のホルダ１８に対する鏡筒１６のがたつきを防止するものである。
また、ホルダ１８の内周部で雌ねじ３００２と第２案内面３００４との間の箇所に、光軸と直交する面内で光軸を中心として環状に広がる環状面３００６が形成されている。
また、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２とが螺合し、第１案内面１６０６と第２案内面３００４とが係合した状態で、中間外周面１６０８と第２案内面３００４との間に環状の隙間Ｓが形成される。
なお、本実施の形態では、鏡筒１６およびホルダ１８は、合成樹脂材料の成形品で構成されており、このような合成樹脂材料として、例えば、ガラス繊維入りのポリカーボネートなどが採用可能である。

次に、鏡筒１６とホルダ１８との組み付けについて説明する。
大径部３２側から鏡筒１６がホルダ１８の内部に挿入され、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２とが螺合され、また、第１案内面１６０６と第２案内面３００４とが係合される。
本実施の形態では、中間外周面１６０８の外側、かつ、第２案内面３００４の内側で、フランジ１６０４と環状面３００６との間に光軸方向に沿ってそれらフランジ１６０４と環状面３００６とを離す方向に付勢する付勢部材３４が設けられている。言い換えると、付勢部材３４は光軸方向に沿って鏡筒１６とホルダ１８とを離す方向に付勢している。
なお、付勢部材３４としては、ワッシャや皿ばね、コイルスプリングなどの従来公知のさまざまな付勢部材が採用可能である。
次に、大径部３２が、撮像素子１４の前方にレンズ１２が位置するように、接着剤Ｂ１を用いて基板２０に取着される。
次に、鏡筒１６が回転操作されることで、例えば、レンズ１２の撮像素子１４に対する焦点調整が行われ、調整後、雌ねじ３００２と雄ねじ１６０２とが螺合された箇所に塗布された接着剤Ｂ２により鏡筒１６とホルダ１８とが固定される。

本実施の形態のカメラモジュール１０によれば、鏡筒１６の雄ねじ１６０２とホルダ１８の雌ねじ３００２との螺合状態でホルダ１８の第２案内面３００４が鏡筒１６の第１案内面１６０６に係合することによって、レンズ１２の光軸と直交する方向のホルダ１８に対する鏡筒１６のがたつきが防止される。
したがって、環境温度の変化によってホルダ１８や鏡筒１６が熱収縮してもホルダ１８と鏡筒１６との間での光軸と直交する方向のがたつきの発生を防止でき、これによりレンズ１８の光軸ずれを抑制できるので撮像素子１４で撮像される画像の品質を確保する上で有利となる。

また、従来は、ホルダ１８や鏡筒１６が熱収縮した際に生じるホルダ１８と鏡筒１６との間での光軸と直交する方向のがたつきの発生を抑制するために、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２との間の隙間を最小限とすることもなされている。
しかしながら、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２との間の隙間を最小限にするためには、鏡筒１６の雄ねじ１６０２とホルダ１８の雌ねじ３００２が極めて高精度に形成されていなくてはならず、例えば、鏡筒１６やホルダ１８が合成樹脂の成形品で構成される場合には、成形金型として高精度なものが要求されることから製造コストが増大する不利があった。
これに対して本実施の形態では、第１案内面１６０６と第２案内面３００４との係合により光軸と直交する方向のがたつきの発生を防止するので、鏡筒１６の雄ねじ１６０２とホルダ１８の雌ねじ３００２を高精度に形成する必要が無く、製造コストの低減を図る上で有利となる。
しかも、本実施の形態では、鏡筒１６の第１案内面１６０６およびホルダ１８の第２案内面３００４は単なる円筒面であることから、それら第１案内面１６０６、第２案内面３００４の精度を上げることは比較的容易で製造コストの低減を図る上でより一層有利となる。

また、本実施の形態によれば、第１案内面１６０６と第２案内面３００４はそれぞれ雄ねじ１６０２および雌ねじ３００２よりも大きな外径で形成されているので、ホルダ１８と鏡筒１６との間での光軸と直交する方向のがたつきの発生を抑制する上で極めて有利となり、また、ホルダ１８の軸心に鏡筒１６の軸心を合致する上でも極めて有利となる。

また、本実施の形態によれば、鏡筒１６とホルダ１８とを離す方向に付勢する付勢部材３４が配設されているので、鏡筒１６の雄ねじ１６０２とホルダ１８の雌ねじ３００２との螺合状態で光軸方向のホルダ１８に対する鏡筒１６のがたつきが防止される。
したがって、環境温度の変化によってホルダ１８や鏡筒１６が熱収縮してもホルダ１８と鏡筒１６との間で光軸方向のがたつきの発生を防止でき、これによりレンズ１８の焦点ずれを抑制できるので撮像素子１４で撮像される画像の品質を確保する上でより有利となる。

また、本実施の形態によれば、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２とが螺合し、第１案内面１６０６と第２案内面３００４とが係合した状態で、フランジ１６０４上で中間外周面１６０８と第２案内面３００４との間に環状の隙間Ｓが形成される。
したがって、鏡筒１６が回転された際に、雄ねじ１６０２と雌ねじ３００２との摩擦によって塵埃が発生したとしても、その塵埃はフランジ１６０４上の隙間Ｓに留められ、撮像素子１４への落下が防止される。
これにより、撮像素子１４のカバーガラス１４１０に塵埃が付着することを確実に防止でき、撮像素子１４で撮像される画像の品質を確保する上で有利となる。
特に、近年では、撮像素子１４が高画素化されているため、僅かな大きさの塵埃（例えば数十μｍの塵埃）が撮像素子１４のカバーガラス１４１０に付着しても画像の品質に与える影響が大きいが、本実施の形態によれば、そのような塵埃の付着を確実に防止でき、撮像素子１４で撮像される画像の品質を確保する上で有利となる。

なお、実施の形態では、カメラモジュール１０が組み込まれる電子機器１００が携帯電話機である場合について説明したが、本発明のカメラモジュール１０は、例えば、ＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末、あるいは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの種々の電子機器に広く適用可能である。

本実施の形態のカメラモジュール１０が組み込まれた電子機器１００の一例の説明図で、（Ａ）は第２の筐体１０６上に第１の筐体１０４が重ね合わされ閉じた状態の外観図、（Ｂ）は第２の筐体１０６に対して第１の筐体１０４が開いた状態の外観図である。 電子機器１００の制御系の構成を示すブロック図である。 カメラモジュール１０の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０……カメラモジュール、１２……レンズ、１４……撮像素子、１６……鏡筒、１８……ホルダ、１６０２……雄ねじ、１６０６……第１案内面、３００２……雌ねじ、３００４……第２案内面、Ｂ２……接着剤、１００……電子機器。

Claims (10)

1. 被写体像を撮像素子に導くレンズと、
   前記レンズを保持する鏡筒と、
   前記鏡筒を保持するためのホルダと、
   前記鏡筒の外周部に形成された雄ねじと、
   前記鏡筒の外周部に前記鏡筒の軸心を中心として延在するように設けられた円筒状の第１案内面と、
   前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじに螺合する雌ねじと、
   前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじと前記雌ねじとの螺合状態で前記第１案内面に係合し前記レンズの光軸と直交する方向の前記ホルダに対する前記鏡筒のがたつきを防止する第２案内面とを備え、
   前記雌ねじと前記雄ねじとが螺合された箇所に塗布された接着剤により前記鏡筒と前記ホルダとが固定されている、
   ことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記第１案内面は、前記鏡筒の外周部で前記雄ねじよりも前記撮像素子寄りの箇所に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
3. 前記第１案内面は、前記鏡筒の外周部で前記雄ねじよりも前記撮像素子寄りの箇所に前記雄ねじよりも大きな寸法の外径で設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
4. 前記鏡筒の外周部で前記雄ねじよりも前記撮像素子寄りの箇所に、前記雄ねじよりも大きな寸法の外径を有するフランジが設けられ、
   前記第１案内面は、前記フランジの外周面で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
5. 前記鏡筒の外周部で前記雄ねじよりも前記撮像素子寄りの箇所に、前記雄ねじよりも大きな寸法の外径を有するフランジが設けられ、
   前記第１案内面は、前記フランジの外周面で形成され、
   前記雄ねじと前記フランジとの間の箇所に、前記雄ねじの谷径以下の外径で中間外周面が形成され、
   前記ホルダの内周部で前記雌ねじに隣接する箇所に前記第２案内面が前記雌ねじよりも大きな内径で形成され、
   前記雄ねじと前記雌ねじとが螺合し、前記第１案内面と前記第２案内面とが係合した状態で、前記中間外周面と前記第２案内面との間に環状の隙間が形成される、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
6. 前記鏡筒の外周部で前記雄ねじよりも前記撮像素子寄りの箇所に、前記雄ねじよりも大きな寸法の外径を有するフランジが設けられ、
   前記第１案内面は、前記フランジの外周面で形成され、
   前記ホルダの内周部で前記雌ねじに隣接する箇所に前記第２案内面が前記雌ねじよりも大きな内径で形成され、
   前記雌ねじと前記第２案内面との間の箇所に前記光軸と直交する面内で前記光軸を中心として環状に広がる環状面が形成され、
   前記第２案内面の内側で前記フランジと前記環状面との間にそれらフランジと環状面とを離す方向に付勢する付勢部材が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
7. 前記撮像素子は基板上に設けられ、
   前記ホルダは、前記撮像素子の前方に前記レンズが位置するように前記基板に取着されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
8. 前記撮像素子は基板上に設けられ、
   前記ホルダは、前記雌ねじおよび前記第２案内面が形成された小径部と、この小径部よりも大きな断面積を有する大径部とを有し、
   前記大径部は、前記撮像素子の前方に前記レンズが位置するように前記基板に取着されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
9. カメラモジュールが組み込まれた電子機器であって、
   前記カメラモジュールは、
   被写体像を撮像素子に導くレンズと、
   前記レンズを保持する鏡筒と、
   前記鏡筒を保持するためのホルダと、
   前記鏡筒の外周部に形成された雄ねじと、
   前記鏡筒の外周部に前記鏡筒の軸心を中心として延在するように設けられた円筒状の第１案内面と、
   前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじに螺合する雌ねじと、
   前記ホルダの内周部に形成され前記雄ねじと前記雌ねじとの螺合状態で前記第１案内面に係合し前記レンズの光軸と直交する方向の前記ホルダに対する前記鏡筒のがたつきを防止する第２案内面とを備え、
   前記雌ねじと前記雄ねじとが螺合された箇所に塗布された接着剤により前記鏡筒と前記ホルダとが固定されている、
   ことを特徴とする電子機器。
10. 前記電子機器は携帯電話機である、
    ことを特徴とする請求項９記載の電子機器。

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