JP2015176151A - レンズモジュール位置決め構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レンズモジュール位置決め構造は、互いに垂直な関係にあるX軸、Y軸及びZ軸で定義されるとともに、画像センサモジュール11、光学レンズモジュール12及び補償機構13を備える。画像センサモジュール11は、X−Y軸上に位置し、画像キャプチャ経路5がZ軸上に位置する。光学レンズモジュール12は、撮像光軸9を有するとともに、Z軸上に位置し、画像センサモジュール11に対応する。補償機構13は、画像センサモジュール11と光学レンズモジュール12との間に配設され、光学レンズモジュール12のZ軸方向に対する傾斜角度を補償するとともに、凸弧面131と、凸弧面131に対応した凹弧面132とを含む。
【選択図】図2
Description
そのため機械構造が複雑であるだけでなく、製造工程が煩雑な上、体積が大きくて高コストであり、消費電力が非常に大きいという欠点があり、コストを下げることは困難であった。
50年代、60年代の機械化・自動化の発展に伴い、自動明かり測定技術及び電動フィルム巻上げ装置が開発された。このことからも判るように、撮影技術は自動化に向かった。また、撮影速度の決定に必要な「オートフォーカスシステム」の技術は、当時のカメラメーカが開発に力を注いでいた分野であった。
また、各種異なる機能を有する製品が整合され、例えば、撮影機能とモバイル通信機能を有する携帯電話とを結合させ、撮影機能とパーソナルデジタルアシスタントとを結合させるか、撮影機能とノート型パソコンとを結合させ、高性能なビデオ機能を得ていた。
いわゆる「Z軸傾斜」とは、光学レンズモジュールの撮像光軸と画像センサモジュールの画像キャプチャ経路との間のZ軸方向に対する傾斜誤差のことであるが、出荷前のレンズモジュールにZ軸傾斜の調整機能を付与することはできなかった。即ち、レンズモジュールを組立てる過程では、接触面の凹凸により撮像光軸が、画像センサモジュールの画像キャプチャ経路に傾斜を発生させ、レンズが変位する際に光軸に沿って移動する位置の線形性及び再現性(例えば、真直度又は光軸垂直度など)に悪影響を与える虞があった。
そのため、撮像光軸傾斜が発生する現象により、レンズモジュールが単体で出荷される際、Z軸傾斜を許容範囲内に制御することは困難であり、レンズモジュールの結像品質又はレンズが変位するときの位置決め精度に悪影響を与える虞があったため、改善が求められていた。
前記補償機構の前記凸弧面は、前記レンズ下に配設され、前記凹弧面には、前記凸弧面が接合され、前記レンズと前記レンズ搭載部との間には間隙が形成されることが好ましい。
まず、図2、図3、図4、図5、図6A及び図6Bを参照して説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を示す分解斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を別の角度から見たときの分解斜視図である。図4は、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を示す斜視図である。図5は、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を示す平面図である。
図6Aは、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造の線A−Aに沿った断面図である。図6Bは、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を示す部分拡大図である。図2、図3、図4、図5、図6A及び図6Bに示すように、本発明の第1実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造は、互いに垂直な関係にあるX軸、Y軸及びZ軸で定義されるとともに、画像センサモジュール11、光学レンズモジュール12、補償機構13、フレーム14、ベース15及び少なくとも1つの弾性固定部材16を含む。
或いは、互いに対応するように配置し、補償機構13の凹弧面132は、ベース15の接合面152に対応した側面に形成され、凸弧面131は、フレーム14の底面143に対応した側面に形成されるが、これらに関してはここでは詳述しない。
レンズ搭載部123上に固定されたコイル126に電流が印加されると、磁性素子127に磁力が生じ、レンズ搭載部123が収容空間1211内でZ軸方向へ変位し、フォーカス又はズームの目的を達成することができる。
ベース15と光学レンズモジュール12とが結合される接合面152は、弾性固定部材16を介して下ばね125が接合面152上に弾性係合される。本発明の第1実施形態の弾性固定部材16は、金属からなり、フック端161に位置する他端は、回路基板111と電気的に接続された導電端162であり、下ばね125を介して電流が回路基板111からコイル126上へ伝わり、コイル126が通電されて磁性が生じ、磁性素子127に磁力が印加されると、レンズ搭載部123を筐体121内の収容空間1211中でZ軸方向へ変位させる。
そのため、ベース15上に形成された凸弧面131と、フレーム14上に形成された凹弧面132との間の2つの弧面間が摺動され、光学レンズモジュール12の撮像光軸9と画像センサモジュール11の画像キャプチャ経路5との間のZ軸方向に対する傾斜誤差を修正し、接着剤により凸弧面131と凹弧面132とを接着し、光学レンズモジュール12と画像センサモジュール11との接触面の表面の凹凸により発生する傾斜誤差を補償し、Z軸傾斜(tilt)を許容範囲内に調整してもよい。
図7を参照して説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造を示す断面図である。図7に示すように、本発明の第2実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造1aは、第1実施形態と異なり、補償機構13aの凸弧面131aがレンズ122a下に配設され、凹弧面132aがレンズ搭載部123a内に形成され、凹弧面132aには、凸弧面131aが接合される。ベース15aには、接合面152aと表裏の関係で接触面155aが水平に形成される。
フレーム14aには、底面143aと表裏の関係で載置面144aが水平に形成されている。光学レンズモジュール12aのレンズ搭載部123aは、下部に結合されたベース15aがフレーム14a上に結合されている。即ち、ベース15aの接触面155aとフレーム14aの載置面144aとの2つの接触面を基準とし、レンズ122a下の凸弧面131aを介してレンズ搭載部123a内の凹弧面132a上でZ軸傾斜を許容範囲内に調整する。
図8を参照する。図8は、本発明の第3実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造のフレーム及びベースを示す側面図である。図8に示すように、本発明の第3実施形態に係るレンズモジュール位置決め構造は、第1実施形態と異なり、フレーム14bの底面143bと表裏の関係にある面には複数のバンプ133bが形成されている。即ち、補償機構13bは、環状かつアレイ状に配列された複数のバンプ133bにより、図2、図3の第1実施形態の凹弧面132とベース15b上の凸弧面131bとが組み合わされると、複数のバンプ133bの頂端が凸弧面131bと接触され、Z軸傾斜を調整することができる。
補償機構13は、画像センサモジュール11と光学レンズモジュール12との間に配設され、光学レンズモジュール12のZ軸方向上の傾斜角度を補償するとともに、凸弧面131と、凸弧面131に対応した凹弧面132とを含む。
1a レンズモジュール位置決め構造
5 画像キャプチャ経路
7 機械伝動式フォーカス機構
8 間隙
9 撮像光軸
11 画像センサモジュール
12 光学レンズモジュール
12a 光学レンズモジュール
13 補償機構
13a 補償機構
13b 補償機構
14 フレーム
14a フレーム
14b フレーム
15 ベース
15a ベース
15b ベース
16 固定部材
71 駆動部材
72 レンズ群
73 搭載部
111 回路基板
112 画像センサ部材
121 筐体
122 レンズ
122a レンズ
123 レンズ搭載部
123a レンズ搭載部
124 上ばね
125 下ばね
126 コイル
127 磁性素子
131 凸弧面
131a 凸弧面
131b 凸弧面
132 凹弧面
132a 凹弧面
133b バンプ
141 凹溝
142 中空部
143 底面
143a 底面
143b 底面
144a 載置面
151 貫通孔
152 接合面
152a 接合面
152b 接合面
153 固定バンプ
154 穿孔
155a 接触面
161 フック端
162 導電端
1211 収容空間
1231 固定バンプ
1241 固定孔
1251 結合部
1252 固定孔
Claims (10)
- 互いに垂直な関係にあるX軸、Y軸及びZ軸で定義されるとともに、画像センサモジュール、光学レンズモジュール及び補償機構を備えるレンズモジュール位置決め構造であって、
前記画像センサモジュールは、X−Y軸上に位置し、画像キャプチャ経路がZ軸上に位置し、
前記光学レンズモジュールは、撮像光軸を有するとともに、Z軸上に位置し、前記画像センサモジュールに対応し、
前記補償機構は、前記画像センサモジュールと前記光学レンズモジュールとの間に配設され、前記光学レンズモジュールのZ軸方向に対する傾斜角度を補償するとともに、凸弧面と、前記凸弧面に対応した凹弧面とを含み、
前記凸弧面及び前記凹弧面のうちの一つは、前記光学レンズモジュールの撮像光軸と同期で連動し、前記凸弧面が前記凹弧面上で摺動し、前記光学レンズモジュールの前記撮像光軸と前記画像センサモジュールの前記画像キャプチャ経路との間に発生するZ軸に対する傾斜を調整して補償することを特徴とするレンズモジュール位置決め構造。 - 前記画像センサモジュールは、前記補償機構下に位置するとともに、回路基板及び画像センサ部材を含み、
前記画像センサ部材は、前記回路基板上に配設されるとともに、前記光学レンズモジュールを介して外部からの光線画像をキャプチャすることを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記回路基板に固定される上、前記画像センサ部材上に位置するフレームと、前記光学レンズモジュール下に固定されるとともに、前記フレームに接触するベースとをさらに備え、
前記ベース上には、前記補償機構の前記凸弧面が形成され、
前記フレーム上には、前記凹弧面が形成され、
前記凹弧面が前記凸弧面に接合されることを特徴とする請求項2に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記光学レンズモジュールは、筐体、レンズ、レンズ搭載部、上ばね、下ばね、コイル及び少なくとも1つの磁性素子を含み、
前記磁性素子及び前記コイルは、互いに位置が対応して前記筐体及び前記レンズ搭載部上に配設され、
前記レンズは、前記レンズ搭載部上に配設され、前記レンズ搭載部は、前記上ばね及び前記下ばねを介して前記筐体の収容空間中に弾性挟持され、
前記コイルに電流が印加されると、前記磁性素子に磁力が生じ、前記レンズ搭載部が前記収容空間内でZ軸方向へ変位することを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記凹弧面は、複数のバンプを含み、
前記複数のバンプの頂端が前記凸弧面と接触され、Z軸方向に対して傾斜調整を行うことを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記画像センサ部材は、CCD又はCMOSの受光部であり、
前記光学レンズモジュールは、ズームレンズモジュール又はフォーカスレンズモジュールであることを特徴とする請求項2に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記上ばね及び前記下ばねは、金属からなり、中空シート状構造を呈する弾性プレートから機械プレス成形方式により製作されることを特徴とする請求項4に記載のレンズモジュール位置決め構造。
- 前記補償機構の前記凸弧面は、前記レンズ下に配設され、
前記凹弧面には、前記凸弧面が接合され、
前記レンズと前記レンズ搭載部との間には間隙が形成されることを特徴とする請求項4に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - フック端を有し、前記フレーム上に形成された少なくとも1つの凹溝に配設され、前記ベースの貫通孔に挿設される少なくとも1つの弾性固定部材をさらに備え、
前記下ばね上の少なくとも1つの結合部は、前記フック端により前記ベース上に固定されることを特徴とする請求項4に記載のレンズモジュール位置決め構造。 - 前記弾性固定部材は金属からなり、
前記フック端の他方の端部は、前記画像センサモジュールの回路基板と電気的に接続された導電端であり、前記下ばねを介して電流が前記回路基板から前記コイルへ送られ、前記コイルが通電されると磁性が発生して前記磁性素子に磁力が印加されることを特徴とする請求項9に記載のレンズモジュール位置決め構造。
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