JP2009047919A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 マクロ撮影モードと通常撮影モードとの焦点距離を変更する際にレンズユニット３を付勢する弾性体を削減すると共に受光素子を被覆していたカバーを削減したカメラモジュールの提供。
【解決手段】 ハウジングの撮像基板４固定面と反対面に、焦点距離を調節可能なレンズユニット３を設け、該ユニット３を光路方向へ移動させることでマクロ撮影にも対応するカメラモジュール１において、
ハウジング２は、レンズユニット３が光路方向へ移動可能であり光路方向と交差方向には移動できないようレンズユニット３を遊嵌可能な係止部２２（２４）を具備し、遊嵌されるレンズユニット３の撮像基板側周囲部３４と接続される台座部２１を具備し、
遊嵌されたレンズユニット３の撮像基板側周囲部３４と台座部２１との間を弾性を有する接着部材５によって隙間無く且つレンズユニット３が光路方向へ移動可能な状態に接着する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、電子機器に用いるカメラモジュールにかかり、特にマクロモード機能を有しながら携帯電話等の小型電子機器に用いることができるカメラモジュールに関する。

撮像素子を内蔵するカメラモジュールは、携帯電話等の電子機器が小型化するにつれ、カメラモジュールも小型化が要求されている。当然、カメラモジュールには高い撮像機能も要求され、小型でありながらマクロモード機能を有するカメラモジュールでも、さらなる小型化が要求されている。
これと同時に、カメラモジュールの製造にかかるコストダウンも要求され、これに伴い、カメラモジュールのコストダウンのためにカメラモジュールを構成する部品点数の削減や製造工程の短縮等が図られてきた。

これらに対して、従来のカメラモジュールは、図５に表すような構造によって、部品点数や小型化を実現し、コストダウンを図ってきた。
即ち、図５は従来のカメラモジュールを表す説明図であり、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は各部品を図中白抜き矢印方向へ組み立てる状態を表す組み立て説明図である。
従来のカメラモジュール１００は、樹脂からなるハウジング１０１およびハウジングカバー１０２によって矩形形状を成し、ハウジング１０１の四方角部にはハウジングカバー１０２を係止可能な係止部を設けてハウジングカバー１０２を係止する。そして、ハウジングカバー１０２を外した状態のハウジング１０１内に、略円盤状の円柱形状を成し内部にレンズアレイ（図示せず）を設けたレンズユニット１０３を設け、ハウジングカバー１０２をハウジング１０１へ係止して固定する。
ハウジング１０１の下面には、撮像素子１０４を固定した撮像基板１０５を固定し、ハウジング１０１の下面を密閉している。
レンズユニット１０３には、円筒面からハンドル１０３ａを突設しておく。また、レンズユニット１０３は、対向する円筒側面に光路となる円形の孔１０３ｃを穿設してあり、内部に設けたレンズアレイ（図示せず）を通して撮像光を一方面から他方面へ透過する。

そしてハウジング１０１には、レンズユニット１０３底面が当接する部分に緩やかな傾斜となるように段差部１０１ａを設けてある。また、レンズユニット１０３の底面周囲部には、段差部１０１ａと当接するように当接突部１０３ｂを突設してある。従って、レンズユニット１０３のハンドル１０３ａを回動すると、レンズユニット１０３は、ハウジング１０１に対して僅かに移動可能である。この移動は、レンズユニット１０３が撮像基板１０５に近接あるいは遠隔する方向への移動であり、レンズユニット１０３と撮像素子１０４との距離を通常撮像時の焦点距離かマクロ撮像時の焦点距離かに切り換える移動となる。従って勿論ハウジング１０１の段差部１０１ａは、該切り換える距離の高さとなるように予め設計されている。

上記のようにレンズユニット１０３をハウジング１０１に対して通常撮影状態をマクロ撮影状態とを選択するように回動可能に構成した場合には、レンズユニット１０３の当接突部１０３ｂとハウジング１０１の段差部１０１ａとが当接した状態でレンズユニット１０３が回動するよう、常にレンズユニット１０３を段差部１０１ａ側へ付勢しておく手段を設けなければならない。
そこで、従来例ではレンズユニット１０３とハウジングカバー１０２との間に波打たせた状態のリング状板バネ１０６を介在させ、このリング状板バネ１０６の付勢力により、レンズユニット１０３を段差部１０１ａと常に当接するように付勢していた。

しかしながら、レンズユニット１０３の付勢手段として別体のリング状板バネ１０６を設けた場合には、従来のカメラモジュールの中央縦断面説明図である図６に表すように、ハウジング１０１の段差部１０１ａと当接突部１０３ｂの両側との間に隙間が生じてしまうので、外部から撮像素子１０４表面にゴミ等が入り込み撮影した画像にゴミ等が移り込んでしまうおそれが生じるという問題点を有した。

そこで従来、この問題点を回避するために、撮像素子１０４とレンズユニット１０３との間に遮蔽板１０７を設け、該遮蔽板１０７を透光性を有する透明な板状体としてその周囲部をハウジング１０１と密着させて間隙を無くし、ハウジング１０１の下部に設けた撮像基板１０５の撮像素子１０４側がハウジング１０１および遮蔽板１０７と作る空間を、レンズユニット１０３側の外部空間と完全に離隔し撮像素子１０４側へゴミ等が入り込むのを防止していた。

しかしながら、上記のようにリング状板バネ１０６を設けてレンズユニット１０３をハウジング１０１の段差部１０１ａに当接する構成では、リング状板バネ１０６を設けることが不可欠であるばかりか、撮像素子１０４側へ外部からゴミ等が入り込むのを防止するために遮蔽板１０７を備えて離隔することが必須となり、マクロ撮影可能なレンズユニットとするためにレンズユニット１０３を回動させて焦点距離を調節するための部品の増加以外にも蔽板１０７を必要とし部品点数が増加してしまうという問題点を有した。
更に、遮蔽板１０７を固定するためにはハウジング１０１に遮蔽板１０７との接合部を設けなければならず、ハウジング１０１の構造も複雑となる問題点を有すると共に、遮蔽板１０７を接着固定する工程が必須であり製造工程も増加してしまうという問題点を有した。そしてこれらの問題点は、カメラモジュール１００の安価な提供の妨げとなってしまっていた。

そこでこの発明は上記問題点に鑑み、マクロ撮影可能なレンズユニットを構成するに際して、通常撮影モードのみのレンズユニットにマクロ撮影状態とする焦点距離の調節機能を持たせる部品のみの増加でマクロ撮影モードも利用可能な安価なカメラモジュールの提供を課題とする。

この発明では、カメラモジュールの構造において、マクロ撮影モードを備えてレンズユニットを移動可能としながらレンズユニットと撮像素子との間に遮蔽板等の部材を設けない構造とするために

撮像素子を有する撮像基板をハウジングの一方面に固定し、ハウジングの撮像基板固定面と対向する面に、撮像基板との距離を調節可能にレンズユニットを設け、レンズユニットを透過した撮像光が撮像基板側へ透過可能であり、レンズユニットを撮像光の光路方向へ移動させることでマクロ撮影と通常撮影とに対応するカメラモジュールにおいて、
ハウジングは、レンズユニットが撮像光の光路方向へ移動可能であり光路方向と交差方向には移動できないようレンズユニットを遊嵌可能な係止部を具備し、遊嵌されるレンズユニットの撮像基板側周囲部と接続される台座部を具備し、
遊嵌されたレンズユニットの撮像基板側周囲部と台座部との間を弾性を有する接着部材によって隙間無く且つレンズユニットが光路方向へ移動可能な状態に接着することを特徴とするカメラモジュール、

を提供する。従って、カメラモジュールは、レンズユニットの撮像基板側周囲部がハウジングと接着される。これにより、ハウジングの一方面に固定された撮像基板とハウジング、およびハウジングに接着されたレンズユニットのと間にできるハウジング内部の空間がハウジング外部の空間と離隔される。

従ってこの発明によれば、マクロ撮影モードあるいは通常撮影モードに切り換えるためにレンズユニットをハウジングに対して光路方向へ移動させる際に必要なレンズユニットに対する付勢力を、弾性を有する接着部材の弾性力によって得ることができるので、該接着部材が、撮像素子を設置した空間をハウジング外部の空間から離隔すると共に撮像素子への該付勢力を提供するので、別途付勢力を与えるリング状板バネ等の部材を設けることなく、しかも、撮像素子を設置した空間をハウジング外部の空間と離隔するための遮蔽板等の部材をも設けなくともカメラモジュールを構成でき、部品点数が少なく製造工程を削減した安価なカメラモジュールを提供可能である。
そして、レンズユニットとハウジングが一体となり、外部と離隔されているので、レンズユニット内部に埃や塵などが入り込むことを防止するので、完全な防塵が可能となるという効果を有する。

カメラモジュール１は、ハウジング２とレンズユニット３とを有する。
ハウジング２は、板状の矩形形状からなる台座部２１の角部からレンズユニット３を遊嵌状態に係止可能な係止部２２を立設する。また、台座部２１中央には開口２３を設け、係止部２２を立設した面側から対向面側へ貫通させて撮像光が透過可能に光路の一部を形成する。ハウジング２の係止部２２を立設した面と対向する面は凹状に穿たれた形状を成し、外縁部に撮像基板４を固定する。撮像基板４は開口２３側表面に撮像素子４１を設けてあり受光面を開口２３側へ臨ませている。
ハウジング２の係止部２２には、レンズユニット３を遊嵌状態に嵌合する。このときレンズユニット３は、開口２３側の周縁部と台座部２１との間に接着部材６を介して密閉状態となるように接着固定される。
接着部材６は、シリコンゴム等の熱可塑性エラストマーを介して台座部２１とレンズユニット３とを接着する。

レンズユニット３は、内部にレンズアレイを備えるレンズ本体３１と、レンズ本体３１の外部に固定しハウジング２と接着部材６を介して接着されるバレル３２と有する。バレル３２は、一端に接着部３４を設け、接着部材６を介してハウジング２の台座部２１に接着固定される。この接着部３４はレンズ本体３１よりも突出して設けられている。また、接着部３４とは対向の他端は鍔状に張り出したフランジ部３５を形成し、係止部２２と係止する係止片３３を係止部２２側に突設する。また、フランジ部３５の接着部３４側面には、ハウジング２の台座部２１と接着された状態で台座部２１との距離が異なるように段差部である切換傾斜部３６を形成してなる。傾斜部３６の傾斜は、その段差がマクロ撮影モードと通常撮影モードとの焦点距離の差となるように設ける。
５は切換リングである。切換リング５は、ハウジング２の台座部２１とレンズユニット３のフランジ部３５とに介在される。従って、切換リング５はバレル３２を挿通可能なドーナツ状であり、バレル３２を挿通した状態で切換傾斜部３６と当接可能である。そして、切換リング５のフランジ部３５側には、切換傾斜部３６側に切換傾斜部３６と当接するように切換突部５１を設ける。また、切換リング５には、ドーナツ形状の放射方向に切換レバー５２を突設し、切換レバー５２を操作することでバレル３２に対して回動自在とする。

このように構成する各部材を組み付けると、レンズユニット３は接着部３４が台座部２１と接着部材６を介して接着されると共に溝を穿設した係止部２２と係止片３３が係止することで、台座部２１に接着された状態で台座部に近接あるいは遠隔する方向へ僅かに移動可能となっている。
そして、台座部２１とレンズユニット３のフランジ部３５との間には切換リング５が介在しており、切換リング５の切換突部５１が切換傾斜部３６に当接している。
この状態で、切換リング５を回動させると、切換突部５１が切換傾斜部３６に当接しながら摺動し、切換傾斜部３６の傾斜に沿って移動されるので、レンズユニット３は台座部２１に対して近接する方向あるいは遠隔する方向へ僅かに移動することとなる。そして、このときの僅かな移動距離が、マクロ撮影モードと通常撮影モードとの焦点距離の差となり、いずれかの撮影モードに切り換えられる。

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全体を表す斜視説明図であり、図２は同斜視分解説明図であり、図３（ａ）はこの発明の実施例を表す側面図であり図３（ｂ）はこの発明を表す中央縦断面説明図であり、図４は組み立て工程を表し（ａ）は接着部材をバレルへ予め設けた場合を表す中央縦断面説明図であり、（ｂ）は接着部材を台座部へ予め設けた場合を表す中央縦断面説明図である。

１はカメラモジュールである。カメラモジュール１は、レンズと撮像素子との焦点距離を変更することで通常撮影モードに加えマクロ撮影モードにおける撮影が可能なモジュールである。カメラモジュール１は、ハウジング２とレンズユニット３とを有する。

ハウジング２は、板状の矩形形状からなる台座部２１を有する。台座部２１には、板状の一方面から他方面にわたり開口２３を穿設して貫通する。この開口２３は撮像光の光路方向に穿設され光路の一部を形成する。台座部２１の四方の角部からはレンズユニット３を遊嵌状態に係止可能な係止部２２を立設する。そして、係止部２２の先端には係止孔２４を穿設する。係止孔２４は、光路方向に長くなるように穿設し、係止孔２４と係止されたレンズユニット３が光路方向へ移動可能な遊嵌状態に係止可能に形成する。ハウジング２の係止部２２を立設した面と反対の面、即ち、レンズユニット３が係止される反対側の面は、凹状に穿たれた形状を成し外縁部に撮像基板４を固定する。撮像基板４は開口２３側表面に撮像素子４１を設けてあり受光面を開口２３側へ臨ませている。そして、撮像基板４とハウジング２との固定は、隙間無く密着固定する。このように密着固定することでハウジング２と撮像基板４との間から埃等が撮像素子４１に付着しないようにしている。
このように形成するハウジング２には、係止部２２に遊嵌状態となるようレンズユニット３を嵌合すると共に、接着部材６によって台座部２１と密着させてレンズユニット３をハウジング２に係止する。また、レンズユニット３が位置する台座部２１には、レンズユニット３の接着部３４と同様の円筒形状に接着溝２５を穿設する。尚、接着部材６による接着については後に詳説する。

レンズユニット３は、内部にレンズアレイ（図示せず）を備えるレンズ本体３１と、レンズ本体３１の外部に固定しハウジング２と接着部材６を介して接着されるバレル３２とからなる。レンズ本体３１は、中空な略円筒形状を成し、撮像した撮像光が内部に備えるレンズアレイ（図示せず）を通過するように中空部が光路の一部を形成する。バレル３２は、一端に鍔状に張り出したフランジ部３５を有する円筒形状を成し、フランジ部３５と対向する端部が接着部３４を形成する。従って接着部３４は台座部２１側に向いている。この接着部３４はレンズ本体３１よりも台座部２１側へ突出して設けられている。
従って、レンズユニット３は、レンズ本体３１およびバレル３２の円筒中心方向が光路を形成するように形成される。また、フランジ部３５には、光路と交差方向に係止片３３を突設する。この係止片３３は、係止部２２に設けた係止孔２４と係止する。ただし、係止片３３と係止孔２４との係止は光路方向へ移動可能な遊嵌状態で係止される。また、フランジ部３５の接着部３４側面には、ハウジング２の台座部２１と接着された状態で台座部２１との距離が異なるように切換傾斜部３６を形成する。この切換傾斜部３６は、段差部である。切換傾斜部３６の傾斜は、その段差がマクロ撮影モードと通常撮影モードとの焦点距離の差となるように設計されている。

４は切換リングである。切換リング５は、ハウジング２の台座部２１とレンズユニット３のフランジ部３５とに介在される。従って、切換リング５はバレル３２を挿通可能な薄い中空な円筒形状であり、バレル３２に挿通する。従って、切換リング５はバレル３２に挿通した状態でフランジ部３５の切換傾斜部３６と当接可能である。そして、切換リング５のフランジ部３５側には、切換傾斜部３６側に切換傾斜部３６と当接するように切換突部５１を設ける。また、切換リング５には、放射方向に、即ち、光路と交差方向に切換レバー５２を突設する。従って、切換レバー５２を操作することで切換リング５はバレル３２に対し円筒中心を中心として回動自在である。

このように構成する各部材を組み付けると、レンズユニット３は接着部３４が台座部２１と接着部材６を介して接着されると共に溝を穿設した係止部２２と係止片３３が係止することで、台座部２１に接着された状態で台座部に近接あるいは遠隔する方向へ僅かに移動可能となっている。
そして、台座部２１とレンズユニット３のフランジ部３５との間には切換リング５が介在しており、切換リング５の切換突部５１が切換傾斜部３６に当接している。
この状態で、切換リング５を回動させると、切換突部５１が切換傾斜部３６に当接しながら摺動し、切換傾斜部３６の傾斜に沿って移動されるので、レンズユニット３は台座部２１に対して近接する方向あるいは遠隔する方向へ僅かに移動することとなる。そして、このときの僅かな移動距離が、マクロ撮影モードと通常撮影モードとの焦点距離の差となり、いずれかの撮影モードに切り換えられる。

尚、撮像基板４は、詳説しないが、従来の撮像基板４と特に変わった構造ではなく、基板表面に撮像素子４１を設けてあり、撮像素子４１の周囲には、撮像素子４１が受光した情報を処理するための素子が配置されており、撮像基板４の撮像素子４１とは反対面や、その他の部位には、撮像した情報を出力するための接続端子（図示せず）等が設けてある。

上記のように形成したハウジング２とレンズユニット３とを、ハウジング２に対して光路方向へ移動可能な状態を維持できるようにするために、ハウジング２の接着溝２５とレンズユニット３の接着部３４との間に接着部材６を介在させて接着する。
接着部材６は、シリコンゴム等の熱可塑性エラストマーを介して台座部２１とレンズユニット３とを接着するので、この実施例では図４（ａ）に表すように、接着部３４端面形状のシリコンゴム６１を予めバレル３２の接着部３４と二色成型によって一体成形しておく。そして、接着部３４に固着されたシリコンゴム６１を接着剤６２によって接着固定することで、柔軟なシリコンゴム６１を介在させた状態でハウジング２とレンズユニット３とを密着状態となるように係止させる。この実施例では、二色成型をレンズユニット３とシリコンゴム６１とで行い一体成形したが、図４（ｂ）に表すように、シリコンゴム６１を予めハウジング２の接着溝２５に二色成型によって一体的に成形しておいてもよい。
尚、この実施例では、接着部材６は、接着剤６２と熱可塑性エラストマーであるシリコンゴム６１とから形成し、最終的に接着剤６２によってハウジング２とレンズユニット３とを接着したが、接着部材６を弾性を有しながら予め接着性能を有している弾性接着剤、例えば熱可塑性エラストマーを基剤とするシリコン接着剤などの熱可塑性エラストマー接着剤を用いることで、二色成型工程を省き、接着剤６２の塗布工程とのみで弾性を有しながらハウジング２およびレンズユニット３とを接着することが可能である。

上記のように、ハウジング２の台座部２１に対してレンズユニット３のバレル３２を弾性を持たせて接着することで、レンズユニット３とハウジング２と撮像基板４との間から形成する空間を外部空間と離隔して設けることができるので、外部からの埃等の進入を完全に防止できると共に、部品点数を削減することは勿論製造工程数の削減もなされ、カメラモジュール１の製造コストを抑えて安価なカメラモジュール１を提供できる。

この発明は、電子機器に用いるカメラモジュールの製造に利用可能である。

この発明の実施例の全体を表す斜視説明図 この発明の実施例を表す斜視分解説明図 （ａ）はこの発明の実施例を表す側面図、（ｂ）はこの発明を表す中央縦断面説明図 組み立て工程を表し、（ａ）は接着部材をバレルへ予め設けた場合を表す中央縦断面説明図、（ｂ）は接着部材を台座部へ予め設けた場合を表す中央縦断面説明図 従来例を表す斜視説明図 従来例を表す斜視分解説明図

符号の説明

１ カメラモジュール
２ ハウジング
２１ 台座部
２２ 係止部
２３ 開口
２４ 係止孔
２５ 接着溝
３ レンズユニット
３１ レンズ本体
３２ バレル
３３ 係止片
３４ 接着部
３５ フランジ部
３６ 切換傾斜部
４ 撮像基板
４１ 撮像素子
５ 切換リング
５１ 切換突部
５２ 切換レバー
６ 接着部材
６１ シリコンゴム
６２ 接着剤

Claims (1)

1. 撮像素子を有する撮像基板をハウジングの一方面に固定し、ハウジングの撮像基板固定面と対向する面に、撮像基板との距離を調節可能にレンズユニットを設け、レンズユニットを透過した撮像光が撮像基板側へ透過可能であり、レンズユニットを撮像光の光路方向へ移動させることでマクロ撮影と通常撮影とに対応するカメラモジュールにおいて、
   ハウジングは、レンズユニットが撮像光の光路方向へ移動可能であり光路方向と交差方向には移動できないようレンズユニットを遊嵌可能な係止部を具備し、遊嵌されるレンズユニットの撮像基板側周囲部と接続される台座部を具備し、
   遊嵌されたレンズユニットの撮像基板側周囲部と台座部との間を弾性を有する接着部材によって隙間無く且つレンズユニットが光路方向へ移動可能な状態に接着することを特徴とするカメラモジュール。

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