JP2018022123A - カメラモジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】外部からの影響による損傷を抑制することができるカメラモジュールを実現する。【解決手段】本発明の一形態に係るカメラモジュール1は、径方向に突出するピン5dが設けられた第1の筒体4と、第1の筒体4を当該第1の筒体4の繰り出し方向に付勢する第1の付勢手段7と、第1の付勢手段7によってピン5dが押し付けられた状態で当該ピン5dを案内するカム部8cを内周面に有し、第1の光軸の方向に延在する回転軸AX1を中心に回転する第2の筒体8と、第2の筒体8を回転駆動させる駆動手段9と、を備え、第1の筒体4に当該第1の筒体4の繰り込み方向に外力が作用した場合、第1の筒体4が繰り込み位置まで沈胴することを許容するように、カム部8cは、第1の筒体4の繰り込み方向に延在する沈胴許容部8eを有する。【選択図】図5

Description

本発明は、カメラモジュールに関する。
近年、写真を撮影するための専用装置としてのカメラを持ち歩かずに、スマートフォンなどの携帯端末機に搭載されたカメラ(カメラモジュール)で写真撮影を済ませる場合が多い。そのため、携帯端末機に搭載されるカメラモジュールは、薄型化と共に高倍率化が要求されている。
ここで、専用装置としてのカメラは、特許文献1及び2に開示されているように、レンズの径及びレンズ全長を確保するために、沈胴構造が用いられている。これらの特許文献1及び2の沈胴構造は、径方向にピンが突出する移動筒及び当該ピンが係合されたカム溝が内周面に形成された固定筒を備えており、移動筒が回転駆動することで、移動筒のピンが固定筒のカム溝に沿って移動し、移動筒、しいてはレンズ群が繰り出し方向又は繰り込み方向に移動する。このとき、移動筒のピンはカム溝における繰り込み方向側の面上を摺動する。
特許第5587096号公報 特許第5328249号公報
特許文献1及び2の沈胴構造は、移動筒のピンがカム溝における繰り込み方向側の面上を摺動する構成であるので、例えば、移動筒に外力が作用して当該移動筒が繰り込み方向に押し込まれた際に、移動筒のピンがカム溝における繰り込み方向側の面に強く接触して当該ピンが損傷する課題を有する。又は、特許文献1及び2の沈胴構造をカメラに採用した場合、沈胴構造とカメラ筐体との間に隙間が生じ、当該隙間から埃や水などが侵入し、カメラ内部が損傷する課題を有する。
このような沈胴構造を携帯端末機に採用した場合、専用装置としてのカメラに比べて携帯端末機は操作する際などに落下する可能性が高いため、沈胴構造が損傷する可能性も必然的に高くなる。又は、専用装置としてのカメラに比べて多様な環境で携帯端末機は使用されるため、カメラ内部が損傷する課題を有する。
即ち、一般的なカメラモジュールは、外部からの影響により損傷し易い課題を有する。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、外部からの影響による損傷を抑制することができるカメラモジュールを実現する。
本発明の一態様におけるカメラモジュールは、
径方向に突出するピンが設けられ、第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持する第1の筒体と、
前記第1の筒体の移動方向を前記第1の光軸の方向に規制する規制手段と、
前記レンズから入射する光を前記第1の光軸に対して直交する第2の光軸の方向に導く反射手段と、
前記第1の筒体を当該第1の筒体の繰り出し方向に付勢する第1の付勢手段と、
前記第1の付勢手段によって前記ピンが押し付けられた状態で当該ピンを案内するカム部を内周面に有し、前記第1の光軸の方向に延在する回転軸を中心に回転することで、前記第1の筒体を繰り込み位置と繰り出し位置との間で移動させる第2の筒体と、
前記第2の筒体を回転駆動させる駆動手段と、
を備え、
前記第1の筒体に当該第1の筒体の繰り込み方向に外力が作用した場合、前記第1の筒体が繰り込み位置まで沈胴することを許容するように、前記カム部は、前記第1の筒体の繰り込み方向に延在する沈胴許容部を有する。
本発明の一態様におけるカメラモジュールは、
第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持し、繰り出し位置と繰り込み位置との間で移動するレンズ筒体と、
前記レンズから入射する光を前記第1の光軸に対して直交する第2の光軸の方向に導く反射手段と、
前記レンズ筒体が繰り出される開口部を有する筐体と、
前記筐体の開口部と前記レンズ筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記レンズ筒体に固定され、他方の端部が前記筐体に固定された保護部材と、
を備え、
前記保護部材は、前記レンズ筒体の繰り込み方向に凸状の折り返し部を有し、
前記折り返し部は、前記レンズ筒体が繰り出し位置に配置された状態で、前記反射手段によって前記第2の光軸の方向に導かれた光の有効光線範囲と干渉しない。
本発明の一態様におけるカメラモジュールは、
第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持し、繰り出し位置と繰り込み位置との間を移動するレンズ筒体と、
前記レンズ筒体と連動するように繰り出し動作及び繰り込み動作する可動筒体と、
前記レンズ筒体及び前記可動筒体が繰り出される開口部を有する第1の筐体と、
前記第1の筐体の開口部と前記レンズ筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記レンズ筒体に固定され、他方の端部が前記第1の筐体に固定された保護部材と、
を備え、
前記第1の光軸の方向から見て、前記レンズ筒体の外周面は、前記可動筒体の外周面に対して外方に配置されている。
本発明により、外部からの影響による損傷を抑制することができるカメラモジュールを実現することができる。
実施の形態1のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図1のII−II矢視断面図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す異なる斜視図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、繰り込み位置に配置された状態の第1の筒体と第2の筒体との関係を模式的に示す図である。 実施の形態1のカメラモジュールにおける第2の筒体の内周面を模式的に示す展開図である。 実施の形態1のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図7のVIII−VIII矢視断面図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す底面図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 実施の形態1のカメラモジュールの沈胴構造において、繰り出し位置に配置された状態の第1の筒体と第2の筒体との関係を模式的に示す図である。 実施の形態2のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図13のXIV−XIV矢視断面図である。 実施の形態2のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図15のXVI−XVI矢視断面図である。 実施の形態2のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す断面斜視図である。 実施の形態2のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 実施の形態2のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 実施の形態2のカメラモジュールにおける規制手段を模式的に示す斜視図である。 実施の形態3のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図21のXXII−XXII矢視断面図である。 図22のXXIII部分の拡大図である。 実施の形態3のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図24のXXV−XXV矢視断面図である。 図25のXXVI部分の拡大図である。 実施の形態4のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図27のXXVIII−XXVIII矢視断面図である。 図28のXXIX部分の拡大図である。 図29のXXX−XXX矢視断面図である。 実施の形態4のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図31のXXXII−XXXII矢視断面図である。 図32のXXXIII部分の拡大図である。 実施の形態5のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す拡大断面図である。 実施の形態5のカメラモジュールを搭載した携帯端末を示し、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す拡大斜視図である。 実施の形態5のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み動作中の状態を模式的に示す拡大断面図である。 実施の形態5のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す拡大断面図である。 実施の形態5のカメラモジュールを搭載した携帯端末を示し、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す拡大斜視図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施の形態に限定するものではない。また、以下の実施の形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
<実施の形態1>
先ず、本実施の形態のカメラモジュールの構成を説明する。
図1は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1のII−II矢視断面図である。図3は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図4は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す異なる斜視図である。図5は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、繰り込み位置に配置された状態の第1の筒体と第2の筒体との関係を模式的に示す図である。図6は、本実施の形態のカメラモジュールにおける第2の筒体の内周面を模式的に示す展開図である。ここで、以下の説明では、携帯端末機の厚さ方向をz軸(第1の光軸)とする直交(xyz)座標系を用いて説明する。
本実施の形態のカメラモジュール1は、図1乃至図4に示すように、筐体2、第1のレンズ群3、第1の筒体(レンズ筒体)4、規制手段5、第1の反射手段6、付勢手段7、第2の筒体8、駆動手段9、第2のレンズ群10、IRフィルタ11、第2の反射手段12及び撮像センサ13を備えている。
ここで、本実施の形態のカメラモジュール1は、第1の筒体4、規制手段5、第1の反射手段6、付勢手段7、第2の筒体8及び駆動手段9を沈胴構造として備えている。
筐体2の内部には、第1の筒体4が繰り込まれた状態で、図1及び図2に示すように、第1のレンズ群3、第1の筒体4、規制手段5、第1の反射手段6、付勢手段7、第2の筒体8、駆動手段9、第2のレンズ群10、IRフィルタ11、第2の反射手段12及び撮像センサ13が略収容されている。このような筐体2の内部は、撮像センサ13に外乱が生じないように密閉された空間とされている。
第1のレンズ群3は、図2に示すように、z軸方向に並べられた複数枚のレンズ3aを備えており、カメラモジュール1のレンズ前群を成す。
第1の筒体4は、図1及び図2に示すように、円筒形状を基本形態としており、内部に第1のレンズ群3を保持する。第1の筒体4は、例えば、z軸方向から見て筐体2におけるz軸+側の主面部に形成された開口部2a内に配置されており、z軸方向に延在する。このような第1の筒体4は、後述するように、繰り込み位置(最も沈胴した位置(沈胴位置))と繰り出し位置(最も突出した位置(突出位置))との間をz軸方向に移動する。
規制手段5は、第1の筒体4の移動方向をz軸方向に規制する。規制手段5は、例えば、図3及び図4に示すように、被規制部5a及び規制部5bを備えている。被規制部5aは、第1の筒体4におけるz軸−側の面に固定されている。
被規制部5aは、例えば、図4に示すように、円弧形状を基本形態とする板状部材であり、第1の筒体4の外径と略等しい外径を有し、第1の筒体4の第1のレンズ群3の光路と干渉しない内径を有する。そして、被規制部5aは、外周縁から第1の筒体4の径方向で当該第1の筒体4の中心軸に対して外方に突出する複数の突出部5c、及び突出部5cから第1の筒体4の径方向で当該第1の筒体4の中心軸に対して外方に突出するピン5dを備えている。
なお、本実施の形態の被規制部5aは、円弧形状を基本形態としているが、リング形状でもよく、少なくとも突出部5cが第1の筒体4に設けられればよい。また、ピン5dが第1の筒体4の外周面に形成されていてもよい。
規制部5bは、図3及び図4に示すように、第1の筒体4の外周面を覆うように被規制部5aにおける隣接する突出部5cの間に夫々配置されており、規制部5bのz軸−側の端部が筐体2におけるz軸−側の主面部に固定されている。
規制部5bは、z軸方向から見て第1の筒体4の中心軸を中心とする円弧部材である。そして、規制部5bは、被規制部5aの外径と略等しい内径を有し、被規制部5aにおける隣接する突出部5cの間に配置された状態で、当該突出部5cから略突出しない外径を有する。
規制部5bにおける周方向側の面は、z軸方向に延在しており、被規制部5aの突出部5cにおける周方向側の面に略接触している。そして、規制部5bにおける周方向側の面は、第1の筒体4が繰り込み位置と繰り出し位置との間を移動する際に、規制部5bにおける周方向側の面が被規制部5aの突出部5cにおける周方向側の面に略接触する状態が維持される高さを有する。
これにより、第1の筒体4が繰り込み位置と繰り出し位置との間を移動する際に、被規制部5aの突出部5cが規制部5bにおける周方向側の面に沿ってz軸方向に移動する。その結果、第1の筒体4の移動方向はz軸方向に規制される。なお、規制手段5の構成は上述の限りでなく、第1の筒体4の移動方向をz軸方向に規制できればよい。
第1の反射手段6は、第1のレンズ群3から入射する光をx軸(第2の光軸)+方向に導く。第1の反射手段6は、例えば、図2及び図3に示すように、第1の筒体4が繰り込み位置に配置された状態で、第1の筒体4に対してz軸−側に配置されており、x軸+側の端部がy軸方向に延在する軸14を介して回転可能に、筐体2におけるz軸−側の主面部に固定されている。
付勢手段7は、第1の筒体4をz軸+方向に付勢する。付勢手段7は、例えば、図3及び図4に示すように、捻りバネ(但し、一般的な弾性体であればよい。)から成り、一方の端部が筐体2におけるz軸−側の主面部に固定されている。付勢手段7の他方の端部は、第1の反射手段6に形成された爪部6aに引っ掛けられている。
このような付勢手段7は、第1の反射手段6におけるx軸−側の所定の部分が被規制部5aにおけるz軸−側の面に接触するように当該第1の反射手段6を付勢する。つまり、付勢手段7は、第1の反射手段6を矢印A方向(図3)に付勢する。これにより、付勢手段7は、第1の反射手段6を介して第1の筒体4をz軸+方向に付勢することになる。
ちなみに、本実施の形態では、第1の反射手段6におけるx軸−側の部分からy軸方向に突出する突出部6bを被規制部5aにおけるz軸−側の面に接触させている。但し、第1の反射手段6における被規制部5aに接触させる箇所は、付勢手段7の弾性力を第1の筒体4に伝達できる箇所であればよい。
第2の筒体8は、第1の筒体4に回転駆動力を伝達する。第2の筒体8は、例えば、図3及び図4などに示すように、z軸方向から見て円筒形状を基本形態としており、第1の反射手段6を介してx軸方向に導かれた光を通過させるための通過部8aを備えている。ちなみに、本実施の形態では、通過部8aを切り欠き部で形成しているが、光の通過部として機能できれば形状は限定されない。
第2の筒体8は、z軸方向から見て内部に第1の筒体4が配置されており、第1の筒体4とで規制部5bを挟み込んでいる。このとき、第1の筒体4の中心軸と、規制部5bの中心軸と、第2の筒体8の中心軸と、は、略回転軸AX1上に配置される。
第2の筒体8の外周面には、周方向にラック8bが形成されている。一方、第2の筒体8の内周面には、カム部8cが形成されている。カム部8cは、付勢手段7によって被規制部5aのピン5dがz軸−側から押し付けられた状態で当該ピン5dを案内する。
カム部8cは、例えば、図5及び図6に示すように、第2の筒体8の内周面に形成された切り欠き部であり、z軸+側の面が被規制部5aのピン5dが接触する接触面8dとされ、第1の筒体4側及びz軸−側が開放している。そして、カム部8cは、少なくとも被規制部5aのピン5dの突出量より深い深さ(径方向の深さ)でz軸方向に連続している。ちなみに、図5及び図6において、実線で示された矢印は付勢手段7の弾性力を示している。
接触面8dは、被規制部5aのピン5dを介して第1の筒体4を繰り込み位置から繰り出し位置まで繰り出すことができるように、回転軸AX1を中心とする一方の回転方向に向かうに従ってz軸+方向に傾斜する傾斜面を有する。
一方、カム部8cは、上述のように切り欠き部であるため、接触面8dに対してz軸−側の空間が開放されており、被規制部5aのピン5dにおけるz軸−方向への移動を阻害しない形状とされている。そのため、カム部8cにおける接触面8dに対してz軸−側の空間は、詳細は後述するが、第1の筒体4の沈胴許容部8eとして機能する。
駆動手段9は、図3及び図4に示すように、第2の筒体8を回転駆動させるための駆動装置であり、モータ9aの駆動力が減速機9bを介して第2の筒体8のラック8bに伝達される。
ちなみに、本実施の形態の減速機9bは、モータ9aの出力軸に設けられたウォームギヤ9c、ウォームギヤ9cに歯数の多い側のギヤが噛合された二段ギヤ9d、及び二段ギヤ9dの歯数の少ない側のギヤに噛合されると共に、第2の筒体8のラック8bに噛合されたピニオンギヤ9eを備えているが、モータ9aの駆動力を減速して第2の筒体8のラック8bに伝達できるギヤ機構であればよい。
第2のレンズ群10は、図1及び図2に示すように、x軸方向に並べられた複数枚のレンズ10aを備えており、カメラモジュール1のレンズ後群を成す。これらのレンズ10aは、第1の反射手段6に対してx軸+側に配置されており、筐体2におけるz軸−側の主面部に固定されている。
IRフィルタ11は、第2のレンズ群10から入射する光の赤外線成分のみを通す。第2の反射手段12は、IRフィルタ11を通過した赤外線光をz軸−方向に導く。撮像センサ13は、一般的な光電変換手段であり、第2の反射手段12によってz軸−方向に導かれた赤外線光が入射される。
次に、本実施の形態のカメラモジュール1の第1の筒体4が繰り込み位置から繰り出し位置に移動する動作を説明する。
図7は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図8は、図7のVIII−VIII矢視断面図である。図9は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図10は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す底面図である。図11は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図12は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、繰り出し位置に配置された状態の第1の筒体と第2の筒体との関係を模式的に示す図である。
第1の筒体4が繰り込み位置に配置された状態では、第1の反射手段6におけるx軸−側の所定の部分が第1の筒体4におけるz軸−側の面に接触して、第1の反射手段6が待機位置に配置されている。このような状態から、モータ9aが駆動して当該モータ9aの駆動力がラック8bを介して第2の筒体8に伝達されると、第2の筒体8は回転軸AX1を中心に矢印B方向(図9)に回転する。被規制部5aが付勢手段7によってz軸+方向に付勢されると共に、被規制部5aの移動方向が規制部5bによってz軸方向に規制されているので、被規制部5aのピン5dは、第2の筒体8におけるカム部8cの接触面8dに押し付けられつつ当該接触面8dに沿ってz軸+方向に移動する。このとき、第1の筒体4が繰り出されるのに伴って、第1の反射手段6が矢印A方向に回転するが、第1の反射手段6の回転が第1の筒体4によって阻害されないように、図10及び図11に示すように、第1の反射手段6は切り欠き部6cを備えているとよい。
そして、第1の反射手段6が第1のレンズ群3から入射した光をx軸+方向に導くことができる反射位置である第1の回転角度に到達すると、図12に示すように、被規制部5aのピン5dは第2の筒体8におけるカム部8cの接触面8dの傾斜面を上り切る。そして、第1の反射手段6が第1の回転角度で維持されるように、付勢手段7によって被規制部5aを介して第1の筒体4を付勢する。ちなみに、図12において、実線で示された矢印は付勢手段7の弾性力を示している。
このとき、例えば、第1の反射手段6の爪部6aの回転角度などを検出し、第1の反射手段6が第1の回転角度まで到達すると、モータ9aの駆動が停止する。これにより、第1の反射手段6を第1の回転角度に配置しつつ、第1の筒体4を繰り出し位置まで繰り出すことができる。但し、第2の筒体8の回転角度などに基づいてモータ9aを制御してもよく、第1の反射手段6の回転角度と第2の筒体8の回転角度とを組み合わせてモータ9aを制御してもよい。
このように第1の筒体4が繰り出し位置まで繰り出された状態で、第1のレンズ群3から入射する光は、第1の反射手段6によってx軸+方向に導かれて第2のレンズ群10及びIRフィルタ11を通過し、第2の反射手段12によってz軸−方向に導かれて撮像センサ13に入射する。撮像センサ13は、インターフェース15を介して、検出された光を示す信号を例えば携帯端末機の記憶手段に出力する。
次に、本実施の形態のカメラモジュール1の第1の筒体4が繰り出し位置から繰り込み位置に移動する動作を説明する。
モータ9aが駆動して当該モータ9aの駆動力がラック8bを介して第2の筒体8に伝達されると、第2の筒体8は回転軸AX1を中心に矢印C方向(図9)に回転する。このとき、被規制部5aが付勢手段7によってz軸+方向に付勢されると共に、被規制部5aの移動方向が規制部5bによってz軸方向に規制されているので、被規制部5aのピン5dは、第2の筒体8におけるカム部8cの接触面8dに押し付けられつつ当該接触面8dに沿ってz軸−方向に移動する。
そして、第1の筒体4が繰り込み位置まで到達して、第1の反射手段6が待機位置である第2の回転角度まで押し戻されると共に、被規制部5aのピン5dが第2の筒体8におけるカム部8cの接触面8dの傾斜面を下り切ると、モータ9aの駆動が停止する。これにより、第1の反射手段6を待機位置である第2の回転角度に配置しつつ、第1の筒体4を繰り込み位置に繰り込むことができる。
次に、本実施の形態のカメラモジュール1の第1の筒体4にz軸−方向の外力が作用した場合の動作を説明する。
第1の筒体4が繰り出し方向に移動した状態で、第1の筒体4にz軸−方向の外力が作用すると、上述のように、第2の筒体8のカム部8cは、z軸−方向に切り欠かれており、当該切り欠かれた空間が第1の筒体4の沈胴許容部8eとされているため、被規制部5aのピン5dは他の部材と干渉することなく、z軸−方向に移動可能である。
そのため、第1の筒体4が繰り出し方向に移動した状態で、第1の筒体4にz軸−方向の外力が作用すると、第1の筒体4は第1の反射手段6をz軸−方向に押し込みつつz軸−方向に沈胴する。
例えば、図6の右側のカム部8cにおいて破線で示すように、カム部8cがz軸−側の面を備えている場合、当該z軸−側の面上をピン5dが摺動するため、第1の筒体4にz軸−方向の外力が作用した場合、ピン5dが損傷する。一方、本実施の形態のカメラモジュール1は、被規制部5aのピン5dをz軸−方向に逃がすことができる構成とされているので、第1の筒体4にz軸−方向の外力が作用しても、ピン5d、しいては沈胴構造の損傷を抑制することができる。つまり、本実施の形態のカメラモジュール1は、外部からの影響による損傷を抑制することができる。そのため、本実施の形態のカメラモジュール1は、特に専用装置としてのカメラに比べて落下させる頻度が高い携帯端末機に好適である。ちなみに、図6において、白抜き矢印は外力を示している。
しかも、z軸−方向の外力が解消されると、付勢手段7の弾性力によって第1の筒体4を繰り出し位置に復帰させることができる。
また、本実施の形態の第2の筒体8のカム部8cは、z軸−方向に切り欠かれた形状であるため、従来のように筒体にカム溝を形成する場合に比べて、少ない金型で簡単に形成することができる。
また、本実施の形態では、第1の筒体4と第1の反射手段6とを共通の付勢手段7を用いて付勢しているので、カメラモジュール1の構成を簡素化することができる。
<実施の形態2>
本実施の形態のカメラモジュールは、実施の形態1のカメラモジュール1に比べてより高倍率化、薄型化が可能な構成とされている。先ず、本実施の形態のカメラモジュールの構成を説明する。なお、実施の形態1と重複する説明は省略する。
図13は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図14は、図13のXIV−XIV矢視断面図である。図15は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図16は、図15のXVI−XVI矢視断面図である。図17は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す断面斜視図である。図18は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図19は、本実施の形態のカメラモジュールの沈胴構造において、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図20は、本実施の形態のカメラモジュールにおける規制手段を模式的に示す斜視図である。
本実施の形態のカメラモジュール21は、図13乃至図20に示すように、筐体22、第1のレンズ群23、第1の筒体(レンズ筒体)24、第2の筒体(可動筒体)25、第3の筒体26、規制手段27、第1の付勢手段28、第2の付勢手段29、反射手段30、駆動手段31、第2のレンズ群32、IRフィルタ33及び撮像センサ34を備えている。
ここで、本実施の形態のカメラモジュール21は、第1の筒体24、第2の筒体25、第3の筒体26、規制手段27、第1の付勢手段28、第2の付勢手段29及び駆動手段31を沈胴構造として備えている。
筐体22の内部には、第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り込まれた状態で、図13及び図14などに示すように、第1のレンズ群23、第1の筒体24、第2の筒体25、第3の筒体26、規制手段27、第1の付勢手段28、第2の付勢手段29、第1の反射手段30、駆動手段31、第2のレンズ群32、IRフィルタ33及び撮像センサ34が略収容されている。このような筐体22の内部は、撮像センサ34に外乱が生じないように密閉された空間とされている。
第1の筒体24は、図17に示すように、内部に第1のレンズ群23を保持しており、実施の形態1の第1の筒体4と略等しい構成とされているが、z軸方向から見て第1の筒体24の径方向で当該第1の筒体24の中心軸に対して外方に突出するピン24aを備えている。ピン24aは、例えば、第1の筒体24からz軸−方向に突出する突出部24bに形成されている。
第2の筒体25は、図16及び図17に示すように、円筒形状を基本形態としており、z軸方向から見て内部に第1の筒体24が配置されている。そして、第2の筒体25は、図17及び図18に示すように、z軸方向から見て第2の筒体25の径方向で当該第2の筒体25の中心軸に対して外方に突出するピン25aを備えている。また、第2の筒体25は、実施の形態1の第2の筒体8と同様に、カム部25bを備えている。
カム部25bは、z軸−方向に切り欠かれた形状とされており、内部に第1の筒体24のピン24aが配置されている。そして、カム部25bにおけるz軸+側の面は、第1の筒体24のピン24aが接触する接触面25cとされている。接触面25cは、第1の筒体24のピン24aをz軸方向に導くための傾斜面を有する。
第3の筒体26は、図18及び図19に示すように、円筒形状を基本形態としており、z軸方向から見て内部に第2の筒体25が配置されている。このとき、第1の筒体24の中心軸と、第2の筒体25の中心軸と、第3の筒体26の中心軸と、は略回転軸AX2上に配置されている。
第3の筒体26におけるz軸−側の面は、筐体22におけるz軸−側の主面部に固定されている。ちなみに、本実施の形態の第3の筒体26は、筐体22におけるz軸−側の主面部とz軸+側の主面部とのz軸方向の間隔と略等しい高さを有する。
第3の筒体26は、後述するように、第1の反射手段30によってz軸+方向に導かれた光を通過させる通過部26aを備えている。そして、第3の筒体26は、実施の形態1の第2の筒体8と同様に、カム部26bを備えている。
カム部26bは、z軸−方向に切り欠かれた形状とされており、内部に第2の筒体25のピン25aが配置されている。カム部26bにおけるz軸+側の面は、第2の筒体25のピン25aが接触する接触面26cとされている。接触面26cは、第2の筒体25のピン25aをz軸方向に導くための傾斜面を有し、接触面26cの傾斜面の傾斜方向は第2の筒体25における接触面25cの傾斜面の傾斜方向と等しい。
ここで、本実施の形態のカメラモジュール21は、沈胴構造の剛性を向上させるために、図15乃至図17に示すように、第4の筒体35及び第5の筒体36を備えている。第4の筒体35は、z軸方向から見て第1の筒体24を囲むように配置されており、第4の筒体35におけるz軸+側の端部に形成されたフランジ部が第1の筒体24におけるz軸+側の端部に固定されている。そのため、第4の筒体35は、第1の筒体24のz軸方向の移動と連動する。
第5の筒体36は、z軸方向から見て第4の筒体35を囲むように配置されており、第4の筒体35が繰り出された状態で、第5の筒体36におけるz軸+側の端部に形成されたフランジ部が第4の筒体35におけるz軸−側の端部に形成されたフランジ部に係合される。そして、第5の筒体36におけるz軸−側の端部には、第5の筒体36が繰り出された際に、第5の筒体36と筐体22の開口部22aとの隙間を塞ぐパッキン37が設けられている。
このような第4の筒体35及び第5の筒体36は繰り込み位置に配置された際に、図14に示すように、z軸方向から見て第2の筒体25と第3の筒体26との間に第4の筒体35及び第5の筒体36が配置される。そのため、第2の筒体25のピン25aは第4の筒体35及び第5の筒体36を跨いで第3の筒体26のカム部26b内に配置する必要がある。そこで、本実施の形態では、図18及び図19に示すように、ピン25aが第2の筒体25から突出する突出部25dの先端に形成されている。
詳細には、突出部25dは、第4の筒体35及び第5の筒体36をz軸−側から跨ぐように、第2の筒体25におけるz軸−側の面から当該第2の筒体25の径方向で回転軸AX2に対して外方に突出している。そして、突出部25dの先端からピン25aが第2の筒体25の径方向で回転軸AX2に対して外方に突出している。
また、第4の筒体35及び第5の筒体36が繰り込み位置に配置された際に、第4の筒体35及び第5の筒体36が載置される載置部25eが第2の筒体25の外周面に形成されており、当該載置部25eの外周面にラック25fが形成されている。
規制手段27は、第1の筒体24の移動をz軸方向に規制する。規制手段27は、例えば、図20に示すように、被規制部27a及び規制部27bを備えている。被規制部27aは、第1の筒体24の外周面に形成された案内溝であり、z軸方向に延在している。
規制部27bは、基部27c、鉛直部27d及び水平部27eを備えている。基部27cは、z軸方向から見てリング形状を基本形態とする板状部材であり、第1の筒体24の内径より大きい内径を有し、第2の筒体25の載置部25eの内径より小さい外径を有する。
基部27cは、z軸方向から見て第2の筒体25の載置部25eの内部に配置されている。そして、基部27cは、第1の筒体24及び第2の筒体25に対してz軸−側に配置されている。このとき、基部27cの中心軸が略回転軸AX2上に配置されている。
基部27cにおけるz軸+側の面には、第2の筒体25が載置されている。つまり、第2の筒体25は、基部27cにおけるz軸+側の面上で回転軸AX2を中心として回転可能である。
このとき、基部27cの外周面と第2の筒体25の載置部25eの内周面との間には、図18及び図19に示すように、第2の筒体25の突出部25dが配置されており、当該突出部25dの回転軸AX2を中心とする回転を許容する空間が形成されている。例えば、基部27cに切り欠き部27fが形成されるとよい。
鉛直部27dは、図20に示すように、基部27cからz軸+方向に突出しており、被規制部27aに係合されている。そして、水平部27eは、図18及び図19に示すように、z軸方向から見て基部27cから当該基部27cの径方向で回転軸AX2に対して外方に突出しており、先端が第3の筒体26の内周面に形成された案内溝26dに係合されている。案内溝26dは、z軸方向に延在している。これにより、規制部27bの回転軸AX2を中心とする回転が抑制され、結果として、第1の筒体24の移動方向がz軸方向に規制されることになる。
第1の付勢手段28は、図16及び図17に示すように、第1の筒体24をz軸+方向に付勢し、第1の筒体24のピン24aを第2の筒体25におけるカム部25bの接触面25cに押し当てる。
第1の付勢手段28は、例えば、コイルバネ(但し、一般的な弾性体であればよい。)であり、z軸+側の端部が第1の筒体24におけるz軸−側の面に接触し、z軸−側の端部は規制部27bの基部27cにおけるz軸+側の面に載置されている。
但し、本実施の形態では、1つのコイルバネを用いて第1の筒体24をz軸+方向に付勢しているが、複数のコイルバネなどの弾性体を用いて第1の筒体24をz軸+方向に付勢してもよい。その場合、弾性体は、回転軸AX2を中心に略等しい間隔で配置するとよい。
第2の付勢手段29は、図16及び図17に示すように、規制部27bを介して第2の筒体25をz軸+方向に付勢し、第2の筒体25のピン25aを第3の筒体26におけるカム部26bの接触面26cに押し当てる。
第2の付勢手段29は、例えば、コイルバネ(但し、一般的な弾性体であればよい。)であり、y軸方向に間隔を開けて配置されている。そして、第2の付勢手段29におけるz軸+側の端部が規制部27bにおけるz軸−側の面に接触し、第2の付勢手段29におけるz軸−側の端部が筐体22におけるz軸−側の主面部に固定されている。但し、第2の付勢手段29は、光路を遮らないように配置されていればよい。
反射手段30は、実施の形態1の第1の反射手段6と同様に、y軸方向に延在する軸39を介して回転可能であり、z軸−側から第3の付勢手段(例えば、板バネ。但し、一般的な弾性体であればよい。)40によって矢印D方向(図16)に付勢されている。この反射手段30は、第2の付勢手段29の間に配置されている。
駆動手段31は、第2の筒体25を回転駆動させるための駆動装置であり、図13及び図15などに示すように、モータ31aの駆動力が減速機31bを介して第2の筒体25のラック25fに伝達される。
ちなみに、本実施の形態の減速機31bは、モータ31aの出力軸に設けられたウォームギヤ31c、ウォームギヤ31cに噛合されたラック31d、及びラック31dに噛合されると共に、第2の筒体25のラック25fに噛合されたピニオンギヤ31eを備えているが、モータ31aの駆動力を減速して第2の筒体25のラック25fに伝達できるギヤ機構であればよい。
ここで、本実施の形態では、第3の筒体26に形成された切り欠き部26eにピニオンギヤ31eを通すことで、第3の筒体26の内部に配置された第2の筒体25のラック25fにピニオンギヤ31eを噛合している。
第2のレンズ群32及びIRフィルタ33は、実施の形態1の第2のレンズ群10及びIRフィルタ11と略同様であり、本実施の形態では、IRフィルタ33を通過した赤外線光をz軸−方向に導くことなく、撮像センサ34に導いている。
次に、本実施の形態のカメラモジュール21の第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り込み位置から繰り出し位置に移動する動作を説明する。
第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り込み位置に配置された状態では、反射手段30におけるx軸−側の所定の部分が第1の筒体24におけるz軸−側の面などに接触して、反射手段30が待機位置に配置されている。このような状態から、モータ31aが駆動して当該モータ31aの駆動力が第2の筒体25のラック25fに伝達されると、第2の筒体25は第2の付勢手段29によってz軸+方向に付勢されているので、第2の筒体25は回転軸AX2を中心に矢印E方向(図13)に回転すると共に、第2の筒体25のピン25aが第3の筒体26におけるカム部26bの接触面26cに押し付けられつつ当該接触面26cに沿って上る。
それと共に、第1の筒体24は第1の付勢手段28によってz軸+方向に付勢されていると共に、第1の筒体24の移動方向が規制部27bの鉛直部27dによってz軸方向に規制されているので、第2の筒体25の回転駆動力が第1の筒体24に伝達され、第1の筒体24のピン24aは、第2の筒体25におけるカム部25bの接触面25cに押し付けられつつ当該接触面25cに沿ってz軸+方向に移動する。つまり、第1の筒体24は、第2の筒体25の繰り出し動作に連動するように繰り出される。
このとき、規制部27bにおける水平部27eの先端が第3の筒体26の案内溝26dに係合されているので、規制部27bにおける回転軸AX2を中心とする回転が抑制される。そのため、第1の筒体24をz軸+方向に良好に移動させることができる。
そして、反射手段30は第3の付勢手段40によって矢印D方向に付勢されているので、第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り出されるのに伴って、反射手段30が矢印D方向に回転し、第1の筒体24及び第2の筒体25が所定の繰り出し量に到達すると、反射手段30が反射位置に到達する。
その後、第2の筒体25のピン25aが第3の筒体26におけるカム部26bの接触面26cの傾斜面を上り切って、第2の筒体25が繰り出し位置に配置されると共に、第1の筒体24のピン24aが第2の筒体25におけるカム部25bの接触面25cの傾斜面を上り切って、第1の筒体24が繰り出し位置に配置されると、モータ31aの駆動が停止する。これにより、反射手段30を反射位置に配置しつつ、第1の筒体24及び第2の筒体25を繰り出し位置まで繰り出すことができる。
ここで、本実施の形態では、図16に示すように、第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り出されるのに伴って、第4の筒体35及び第5の筒体36が繰り出され、第1の筒体24及び第2の筒体25を第4の筒体35及び第5の筒体36で覆いつつ、第5の筒体36と筐体22の開口部22aとの隙間がパッキン37で塞がれるので、筐体22の開口部22aから埃などの異物の侵入を抑制することができる。
また、本実施の形態では、第1の筒体24及び第2の筒体25が所定の繰り出し量に到達すると、反射手段30におけるx軸−側の所定の部分が第1の筒体24におけるz軸−側の面から離間する。そのため、第1の筒体24及び第2の筒体25が当該所定の繰り出し量から繰り出し位置に到達するまでの範囲で、第1の筒体24及び第2の筒体25の繰り出し量を調整して、倍率を変更することができる。
本実施の形態のカメラモジュール21は、第3の付勢手段40によって反射手段30が矢印D方向に付勢されていても、反射手段30を反射位置で保持することができるように保持手段41を備えている。
保持手段41は、例えば、ワイヤから成り、保持手段41の一端が反射手段30におけるz軸−側の端部に固定され、保持手段41の他端が筐体22におけるz軸−側の主面部に固定されている。そして、保持手段41は、反射手段30が矢印D方向に回転して張った状態で、反射手段30を反射位置に保持可能な長さとされている。これにより、保持手段41を精度良く反射位置に配置することができる。
このとき、保持手段41の他端の位置を筐体22の外部から調整可能な構成とされているとよい。これにより、反射手段30の反射位置を調整することができる。但し、保持手段41の構成は上述の限りでなく、反射手段30を反射位置に保持可能な構成であればよい。
次に、本実施の形態のカメラモジュール21の第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り出し位置から繰り込み位置に移動する動作を説明する。
モータ31aが駆動して当該モータ31aの駆動力が第2の筒体25のラック25fに伝達されると、第2の筒体25は第2の付勢手段29によってz軸+方向に付勢されているので、第2の筒体25は回転軸AX2を中心に矢印F方向(図13)に回転すると共に、第2の筒体25のピン25aが第3の筒体26におけるカム部26bの接触面26cに押し付けられつつ当該接触面26cに沿って下る。
それと共に、第1の筒体24は第1の付勢手段28によってz軸+方向に付勢されていると共に、第1の筒体24の移動方向が規制部27bの鉛直部27dによってz軸方向に規制されているので、第2の筒体25の回転駆動力が第1の筒体24に伝達され、第1の筒体24のピン24aは、第2の筒体25におけるカム部25bの接触面25cに押し付けられつつ当該接触面25cに沿ってz軸−方向に移動する。
そして、第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り込まれるのに伴って、反射手段30におけるx軸−側の所定の部分が第1の筒体24におけるz軸−側の面に接触して摺動しつつ、矢印G方向(図16)に回転し、反射手段30が待機位置に到達する。それと共に、第2の筒体25のピン25aが第3の筒体26におけるカム部26bの接触面26cの傾斜面を下り切って、第2の筒体25が繰り込み位置に配置されると共に、第1の筒体24のピン24aが第2の筒体25におけるカム部25bの接触面25cの傾斜面を下り切って、第1の筒体24が繰り込み位置に配置されると、モータ31aの駆動が停止する。
このように、第1の筒体24及び第2の筒体25を繰り込み位置に繰り込むことができる。ちなみに、第1の筒体24におけるz軸+側の端部及び第2の筒体25におけるz軸+側の端部は、筐体22におけるz軸+側の主面部のz軸+側の面と略等しい高さに配置されるとよい。
また、第1の筒体24が繰り込み位置に配置された状態で、図14に示すように、第1の付勢手段28が第1の筒体24におけるz軸−側の面に形成された収容部24c内に収容されるとよい。これにより、第1の筒体24におけるz軸方向の高さを確保することができる。
次に、本実施の形態のカメラモジュール21の第1の筒体24又は第2の筒体25にz軸−方向の外力が作用した場合の動作を説明する。
第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り出し方向に移動した状態で、第1の筒体24又は第2の筒体25にz軸−方向の外力が作用すると、上述のように、第2の筒体25のカム部25b及び第3の筒体26のカム部26bは、z軸−方向に切り欠かれており、当該切り欠かれた空間が沈胴許容部とされているため、第1の筒体24のピン24a及び第2の筒体25のピン25aは他の部材と干渉することなく、z軸−方向に移動可能である。
そのため、第1の筒体24及び第2の筒体25が繰り出し方向に移動した状態で、第1の筒体24又は第2の筒体25にz軸−方向の外力が作用すると、第1の筒体24又は第2の筒体25はz軸−方向に沈胴する。
このように本実施の形態のカメラモジュール21は、第1の筒体24のピン24a及び第2の筒体25のピン25aをz軸−方向に逃がすことができる構成とされているので、第1の筒体24又は第2の筒体25にz軸−方向の外力が作用しても、第1の筒体24のピン24a及び第2の筒体25のピン25a、しいては沈胴構造の損傷を抑制することができる。つまり、本実施の形態のカメラモジュール21も、外部からの影響による損傷を抑制することができる。そのため、本実施の形態のカメラモジュール21も、特に専用装置としてのカメラに比べて落下させる頻度が高い携帯端末機に好適である。
しかも、本実施の形態のカメラモジュール21は、第1の筒体24及び第2の筒体25を用いて第1のレンズ群23をz軸方向に移動させるので、実施の形態1のカメラモジュール1に比べて、レンズ全長を稼ぐことができ、高倍率化を実現することができる。一方、第1の筒体24及び第2の筒体25を繰り込むことで、カメラモジュール21の薄型化を実現することができる。
<実施の形態3>
本実施の形態のカメラモジュールは、実施の形態1のカメラモジュール1と略等しい構成とされているが、カメラモジュールの内部への埃や水などの侵入を抑制することができる構成とされている。図21は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図22は、図21のXXII−XXII矢視断面図である。図23は、図22のXXIII部分の拡大図である。図24は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図25は、図24のXXV−XXV矢視断面図である。図26は、図25のXXVI部分の拡大図である。なお、実施の形態1と重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
本実施の形態のカメラモジュール51は、図21乃至図26に示すように、実施の形態1のカメラモジュール1に加えて、保護部材52を備えている。保護部材52は、筐体(第1の筐体)2の開口部2aと第1の筒体4との隙間を覆う。なお、図22などでは、カメラモジュール51を収容した携帯端末機用筐体(第2の筐体)53を示している場合がある。
保護部材52は、例えば、シリコンラバーなどから成り、一方の端部が第1の筒体4に固定され、他方の端部が筐体2に固定されている。そして、図21乃至図23に示すように、第1の筒体4が繰り出し位置に配置された状態で、保護部材52の断面視は略L字形状であり、z軸−方向に凸状の折り返し部52aが保護部材52の角部に形成されている。但し、保護部材52の材質は、第1の筒体4の繰り出し動作及び繰り込み動作に容易に追従できるものであればよい。
詳細には、保護部材52は、例えば、折り返し部52aに加えて、円筒部52b及びフランジ部52cを備えている。円筒部52bは、z軸方向に延在しており、第1の筒体4を囲むように配置されている。そして、円筒部52bは、第1の筒体4が繰り出し位置に配置された状態で、z軸+側の端部が第1の筒体4の外周面に固定され、z軸−側の端部が折り返し部52aの一方の端部と連続している。フランジ部52cは、平板のリング状に形成されており、筐体2のz軸+側の主面部におけるz軸+側の面上に固定されており、第1の筒体4が繰り出し位置に配置された状態で、内周縁部が折り返し部52aの他方の端部と連続している。
このように第1の筒体4が繰り出し位置に配置された状態で、折り返し部52aは、図23に示すように、反射手段6によってx軸+方向に導かれた光の有効光線範囲T1と干渉しないように、保護部材52の長さ及び第1の筒体4への固定位置などが設定されている。そのため、反射手段6によってx軸+方向に導かれた光を遮ることがない。ここで、有効光線範囲T1は、第1のレンズ群3から入射して撮像センサ13の撮像エリアに入射する光のうち、最も外側を通る光の間の領域である。
このような保護部材52は、図24乃至図26に示すように、第1の筒体4が繰り込み動作すると、円筒部52bにおけるz軸+側の端部がz軸−方向に移動すると共に、折り返し部52aもz軸−方向に移動する。このとき、円筒部52bにおける第1の筒体4との固定部と折り返し部52aとの距離が短くなった部分が、折り返し部52aを介して当該折り返し部52aとフランジ部52cとの間に移行する。そして、最終的に第1の筒体4が繰り込み位置に配置されると、保護部材52は、折り返し部52aで折り返された状態で筐体2の内部に収容される。
このように本実施の形態のカメラモジュール51は、保護部材52で第1の筒体4と筐体2の開口部2aとの隙間を覆うので、埃や水などが筐体2の内部に侵入することを抑制できる。そのため、本実施の形態のカメラモジュール51は、外部からの影響による損傷を抑制することができる。
ここで、保護部材52のフランジ部52cにおけるz軸+側の面には、パッキン部52dを備えていることが好ましい。パッキン部52dは、リング状に形成されており、フランジ部52cのz軸+側の面からz軸+側に突出している。このようなパッキン部52dは、例えば、カメラモジュール51を収容する携帯端末機用筐体53とカメラモジュール51の筐体2との間で挟み込まれる。これにより、携帯端末機の内部に埃や水などが侵入することを抑制できる。
<実施の形態4>
本実施の形態のカメラモジュールは、実施の形態2のカメラモジュール21と略等しい構成とされているが、カメラモジュールの内部への埃や水などの侵入を抑制することができる構成とされている。図27は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図28は、図27のXXVIII−XXVIII矢視断面図である。図29は、図28のXXIX部分の拡大図である。図30は、図29のXXX−XXX矢視断面図である。図31は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す斜視図である。図32は、図31のXXXII−XXXII矢視断面図である。図33は、図32のXXXIII部分の拡大図である。なお、実施の形態1乃至3と重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
本実施の形態のカメラモジュール61は、図27乃至図33に示すように、実施の形態2のカメラモジュール21の第5の筒体36やパッキン37が省略される代わりに、保護部材62を備えており、さらに、第1の筒体24と第4の筒体35とが一体化されて第1の筒体63とされている。また、本実施の形態のカメラモジュール61は、第3のレンズ群64を第1のレンズ群23と第2のレンズ群32との間に備えており、第3のレンズ群64は、反射手段30と同様に第1の筒体63の繰り込み動作に伴って待機位置に畳まれる構成とされている。
ここで、本実施の形態では、実施の形態2のカメラモジュール21に対して、駆動手段31がボールネジを用いた構成であったり、第2のレンズ群32の枚数などが異なったり、するが、発明の本質的な部分ではないため説明を省略する。なお、図28などでは、カメラモジュール61を収容した携帯端末機用筐体(第2の筐体)53を示している場合がある。
保護部材62は、筐体(第1の筐体)22の開口部22aと第1の筒体24との隙間を覆う。ここで、第1の筒体63の外径R1は、図30に示すように、第2の筒体25の外径R2に比べて大きい。そのため、z軸方向から見て、第1の筒体63の外周面は、第2の筒体25の外周面より回転軸AX2に対して外方に配置されている。
保護部材62は、例えば、シリコンラバーなどから成り、一方の端部が第1の筒体63に固定され、他方の端部が筐体22に固定されている。そして、図27乃至図29に示すように、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り出し位置に配置された状態で、保護部材62の断面視は略L字形状であり、z軸−方向に凸状の折り返し部62aが保護部材62の角部に形成されている。但し、保護部材62の材質は、第1の筒体63及び第2の筒体25の繰り出し動作及び繰り込み動作に容易に追従できるものであればよい。
詳細には、保護部材62は、例えば、折り返し部62aに加えて、円筒部62b及びフランジ部62cを備えている。円筒部62bは、z軸方向に延在しており、第1の筒体63及び第2の筒体25を囲むように配置されている。そして、円筒部62bは、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り出し位置に配置された状態で、z軸+側の端部が第1の筒体63の外周面に固定され、z軸−側の端部が折り返し部62aの一方の端部と連続している。フランジ部62cは、平板のリング状に形成されており、筐体22のz軸+側の主面部におけるz軸+側の面上に固定されており、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り出し位置に配置された状態で、内周縁部が折り返し部62aの他方の端部と連続している。
このように第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り出し位置に配置された状態で、折り返し部62aは、図28に示すように、反射手段30によってx軸+方向に導かれた光の有効光線範囲T2と干渉しないように、保護部材62の長さ及び第1の筒体63への固定位置などが設定されている。そのため、反射手段30によってx軸+方向に導かれた光を遮ることがない。ここで、有効光線範囲T2は、第1のレンズ群23から入射して撮像センサ34の撮像エリアに入射する光のうち、最も外側を通る光の間の領域である。
このような保護部材62は、図31乃至図33に示すように、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り込み動作すると、円筒部62bにおけるz軸+側の端部がz軸−方向に移動すると共に、折り返し部62aもz軸−方向に移動する。このとき、円筒部62bにおける第1の筒体63との固定部と折り返し部62aとの距離が短くなった部分が、折り返し部62aを介して当該折り返し部62aとフランジ部62cとの間に移行する。そして、最終的に第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り込み位置に配置されると、保護部材62は、折り返し部62aで折り返された状態で筐体22の内部に収容される。このとき、上述のように、第1の筒体63の外周面は第2の筒体25の外周面より回転軸AX2に対して外方に配置されているので、保護部材62が第2の筒体25に干渉することがない。
このように本実施の形態のカメラモジュール61も、保護部材62で第1の筒体63と筐体22の開口部22aとの隙間を覆うので、埃や水などが筐体22の内部に侵入することを抑制できる。そのため、本実施の形態のカメラモジュール61は、外部からの影響による損傷を抑制することができる。
<実施の形態5>
本実施の形態のカメラモジュールは、実施の形態4のカメラモジュール61と略等しい構成とされているが、保護部材62の損傷を抑制することができる構成とされている。図34は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す拡大断面図である。図35は、本実施の形態のカメラモジュールを搭載した携帯端末機を示し、第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態を模式的に示す拡大斜視図である。図36は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み動作中の状態を模式的に示す拡大断面図である。図37は、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す拡大断面図である。図38は、本実施の形態のカメラモジュールを搭載した携帯端末機を示し、第1の筒体及び第2の筒体が繰り込み位置に配置された状態を模式的に示す拡大斜視図である。なお、実施の形態1乃至4と重複する説明は省略し、等しい部材には等しい符号を用いて説明する。
本実施の形態のカメラモジュール71は、図34乃至図38に示すように、実施の形態4のカメラモジュール61に加えて、第1の筒体63及び第2の筒体25を囲むように配置された意匠筒体群72を備えている。意匠筒体群72は、例えば、第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bを備えている。但し、意匠筒体群72を成す意匠筒体の個数は、適宜、変更することができる。
第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bは、所謂テレスコピック構造によって伸縮可能に嵌合されており、携帯端末機用筐体53と等しい材質(例えば、アルミニウムなど)で構成することが好ましい。詳細には、第1の意匠筒体72aは、円筒形状を基本形態としており、z軸+側の端部から回転軸AX2側に突出するフランジ部72cを備えている。そして、第1の意匠筒体72aにおけるz軸−側の端部に抜け止め部72dが設けられている。抜け止め部72dは、断面視が略U字形状のリング部材であり、内部に第1の意匠筒体72aにおけるz軸−側の端部が嵌め込まれている。
第2の意匠筒体72bは、第1の意匠筒体72aの内部に収容可能な外径を有する円筒形状を基本形態としており、z軸−側の端部から回転軸AX2に対して外方に突出するフランジ部72eを備えている。そして、第2の意匠筒体72bにおけるz軸+側の端部が第1の筒体63に固定されている。ちなみに、本実施の形態の第2の意匠筒体72bにおけるz軸+側の端部には、回転軸AX2側に突出するフランジ部が形成されており、当該フランジ部が第1の筒体63におけるz軸+側の端面に形成された溝部に嵌め込まれて固定されている。
第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り出し位置に配置されると、図34及び図35に示すように、第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bが伸張して筐体22の開口部22a及び携帯端末機用筐体53の開口部53aから突出する。そして、第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bは、保護部材62を覆いつつ、繰り出された第1の筒体63及び第2の筒体25を囲む。
このとき、第2の意匠筒体72bのフランジ部72eが第1の意匠筒体72aのフランジ部72cにz軸−側から接触し、第2の意匠筒体72bは第1の意匠筒体72aを引き上げる。また、第1の意匠筒体72aの抜け止め部72dが携帯端末機用筐体53にz軸−側から接触する。これにより、第1の意匠筒体72aにおける携帯端末機用筐体53からの抜けが抑制される。
一方、図36に示すように、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り込み動作すると、第2の意匠筒体72bのフランジ部72eが第1の意匠筒体72aの抜け止め部72dにz軸+側から接触し、第1の意匠筒体72aが押し下げられる。
そして、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り込み位置に配置されると、図37及び図38に示すように、第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bが収縮して重なった状態で、繰り込まれた第1の筒体63及び第2の筒体25と共に携帯端末機用筐体53の内部に収容される。これにより、第1の筒体63及び第2の筒体25が繰り込み位置に配置された状態で、第1の筒体63、第2の筒体25及び意匠筒体群72は携帯端末機用筐体53の表面から突出せず、携帯端末機の意匠性を向上させることができる。このとき、収縮した第1の意匠筒体72a及び第2の意匠筒体72bは、折り返し部62aによって折り返された保護部材62の内部に収容される。
このように本実施の形態のカメラモジュール71は、意匠筒体群72を備えているので、保護部材62を保護することができる。しかも、意匠筒体群72は保護部材62を覆うので、カメラモジュール71の意匠性を向上させることができる。
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態のカム部はz軸−側が開放された形状とされているが、少なくとも第1の筒体又は第2の筒体を繰り込み位置まで沈胴させることができればよく、カム部におけるz軸−側の部分が閉塞されていてもよい。
例えば、上記実施の形態2、4、5のカメラモジュールは、沈胴構造を成す筒体を3個備えているが、筒体の数は4個以上でもよい。
例えば、上記実施の形態のカメラモジュールは、携帯端末機に搭載しているが、一般的なカメラ装置に搭載してもよい。
例えば、上記実施の形態3乃至5のカメラモジュールは、実施の形態1又は2の沈胴構造を用いているが、他の沈胴構造を用いてもよい。つまり、本発明は、外力が作用した際の沈胴構造の損傷及び埃や水などの侵入によるカメラ内部の損傷の少なくとも一方を抑制できればよい。
1 カメラモジュール
2 筐体、2a 開口部
3 第1のレンズ群、3a レンズ
4 筒体
5 規制手段
5a 被規制部
5b 規制部、5c 突出部、5d ピン
6 第1の反射手段、6a 爪部、6b 突出部、6c 切り欠き部
7 付勢手段
8 第2の筒体、8a 通過部、8b ラック、8c カム部、8d 接触面、8e 沈胴許容部
9 駆動手段
9a モータ
9b 減速機、9c ウォームギヤ、9d 二段ギヤ、9e ピニオンギヤ
10 第2のレンズ群、10a レンズ
11 IRフィルタ
12 第2の反射手段
13 撮像センサ
14 軸
15 インターフェース
21 カメラモジュール
22 筐体、22a 開口部
23 第1のレンズ群
24 第1の筒体、24a ピン、24b 突出部、24c 収容部
25 第2の筒体、25a ピン、25b カム部、25c 接触面、25d 突出部、25e 載置部、25f ラック
26 第3の筒体、26a 通過部、26b カム部、26c 接触面、26d 案内溝、26e 切り欠き部
27 規制手段
27a 被規制部
27b 規制部、27c 基部、27d 鉛直部、27e 水平部、27f 切り欠き部
28 第1の付勢手段
29 第2の付勢手段
30 反射手段
31 駆動手段
31a モータ
31b 減速機、31c ウォームギヤ、31d ラック、31e ピニオンギヤ
32 第2のレンズ群
33 IRフィルタ
34 撮像センサ
35 第4の筒体
36 第5の筒体
37 パッキン
39 軸
40 第3の付勢手段
41 保持手段
51 カメラモジュール
52 保護部材、52a 折り返し部、52b 円筒部、52c フランジ部、52d パッキン部
53 携帯端末機用筐体、53a 開口部
61 カメラモジュール
62 保護部材、62a 折り返し部、62b 円筒部、62c フランジ部
63 第1の筒体
64 レンズ群
71 カメラモジュール
72 意匠筒体群
72a 第1の意匠筒体、72c フランジ部、72d 抜け止め部
72b 第2の意匠筒体、72e フランジ部

Claims (16)

  1. 径方向に突出するピンが設けられ、第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持する第1の筒体と、
    前記第1の筒体の移動方向を前記第1の光軸の方向に規制する規制手段と、
    前記レンズから入射する光を前記第1の光軸に対して直交する第2の光軸の方向に導く反射手段と、
    前記第1の筒体を当該第1の筒体の繰り出し方向に付勢する第1の付勢手段と、
    前記第1の付勢手段によって前記ピンが押し付けられた状態で当該ピンを案内するカム部を内周面に有し、前記第1の光軸の方向に延在する回転軸を中心に回転することで、前記第1の筒体を繰り込み位置と繰り出し位置との間で移動させる第2の筒体と、
    前記第2の筒体を回転駆動させる駆動手段と、
    を備え、
    前記第1の筒体に当該第1の筒体の繰り込み方向に外力が作用した場合、前記第1の筒体が繰り込み位置まで沈胴することを許容するように、前記カム部は、前記第1の筒体の繰り込み方向に延在する沈胴許容部を有する、カメラモジュール。
  2. 前記反射手段は、前記第1の光軸及び前記第2の光軸と直交する方向に延在する軸を中心に回転可能であり、
    前記第1の付勢手段は、前記反射手段の一部が前記第1の筒体に接触するように当該反射手段を付勢し、前記反射手段を介して前記第1の筒体を当該第1の筒体の繰り出し方向に付勢する、請求項1に記載のカメラモジュール。
  3. 前記反射手段は、前記第1の光軸及び前記第2の光軸と直交する方向に延在する軸を中心に回転可能であり、
    前記第1の筒体が繰り込み位置に配置された際における前記反射手段の一部が前記第1の筒体に接触して押し込まれた待機位置から前記反射手段が前記レンズから入射する光を前記第2の光軸の方向に導く反射位置に向かう第1の回転方向に当該反射手段を付勢する第2の付勢手段を備え、
    前記第1の筒体が当該第1の筒体の繰り込み方向に移動する際に、前記反射手段の一部が前記第1の筒体に接触して摺動し、前記反射手段が前記第1の回転方向に対して逆方向に回転する、請求項1に記載のカメラモジュール。
  4. 前記反射手段を前記反射位置に保持する保持手段を備える、請求項3に記載のカメラモジュール。
  5. 前記保持手段は、一端が前記反射手段に固定され、且つ他端が筐体に固定されたワイヤであり、
    前記第2の付勢手段が前記反射手段を前記第1の回転方向に付勢し、前記ワイヤが張った状態で、前記反射手段は前記反射位置に配置される、請求項4に記載のカメラモジュール。
  6. 前記カム部は、前記ピンに対して前記第1の筒体の繰り出し方向側のみに当該ピンと接触する接触面を備える、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
  7. 前記第1の筒体が繰り出される開口部を有する筐体と、
    前記筐体の開口部と前記第1の筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記第1の筒体に固定され、他方の端部が前記筐体に固定された保護部材と、を備え、
    前記保護部材は、前記第1の筒体の繰り込み方向に凸状の折り返し部を有し、
    前記折り返し部は、前記第1の筒体が繰り出し位置に配置された状態で、前記反射手段によって前記第2の光軸の方向に導かれた光の有効光線範囲と干渉しない、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
  8. 前記第2の筒体は、当該第2の筒体の回転に伴って前記第1の筒体と連動するように繰り出し動作及び繰り込み動作し、
    前記第1の光軸の方向から見て、前記第1の筒体の外周面は、前記第2の筒体の外周面に対して外方に配置されている、請求項7に記載のカメラモジュール。
  9. 前記第1の筒体が繰り出される開口部を有する第1の筐体と、
    前記第1の筐体の開口部と前記第1の筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記第1の筒体に固定され、他方の端部が前記第1の筐体に固定された保護部材と、を備え、
    前記第2の筒体は、当該第2の筒体の回転に伴って前記第1の筒体と連動するように繰り出し動作及び繰り込み動作し、
    前記第1の光軸の方向から見て、前記第1の筒体の外周面は、前記第2の筒体の外周面に対して外方に配置されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
  10. 前記カメラモジュールを収容する第2の筐体と、
    伸縮可能に嵌合され、前記第1の筒体及び前記第2の筒体を囲む複数の意匠筒体と、
    を備え、
    前記複数の意匠筒体の一方の端部は前記第1の筒体における繰り出し方向側の端部に固定され、他方の端部に抜け止め部が設けられ、
    前記第1の筒体及び前記第2の筒体が繰り出されると、前記複数の意匠筒体が伸張して前記保護部材を覆うと共に、前記抜け止め部が前記第2の筐体に引っ掛かり、
    前記第1の筒体及び前記第2の筒体が繰り込まれると、前記複数の意匠筒体が収縮して前記第1の筒体及び前記第2の筒体と共に前記第2の筐体の内部に収容される、請求項9に記載のカメラモジュール。
  11. 前記保護部材は、前記第1の筒体の繰り込み方向に凸状の折り返し部を有し、
    前記折り返し部は、前記第1の筒体及び第2の筒体が繰り出し位置に配置された状態で、前記反射手段によって前記第2の光軸の方向に導かれた光の有効光線範囲と干渉しない、請求項9又は10に記載のカメラモジュール。
  12. 第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持し、繰り出し位置と繰り込み位置との間で移動するレンズ筒体と、
    前記レンズから入射する光を前記第1の光軸に対して直交する第2の光軸の方向に導く反射手段と、
    前記レンズ筒体が繰り出される開口部を有する筐体と、
    前記筐体の開口部と前記レンズ筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記レンズ筒体に固定され、他方の端部が前記筐体に固定された保護部材と、
    を備え、
    前記保護部材は、前記レンズ筒体の繰り込み方向に凸状の折り返し部を有し、
    前記折り返し部は、前記レンズ筒体が繰り出し位置に配置された状態で、前記反射手段によって前記第2の光軸の方向に導かれた光の有効光線範囲と干渉しない、カメラモジュール。
  13. 前記レンズ筒体と連動するように繰り出し動作及び繰り込み動作する可動筒体を備え、
    前記第1の光軸の方向から見て、前記レンズ筒体の外周面は、前記可動筒体の外周面に対して外方に配置されている、請求項12に記載のカメラモジュール。
  14. 第1の光軸の方向に並べられたレンズを保持し、繰り出し位置と繰り込み位置との間を移動するレンズ筒体と、
    前記レンズ筒体と連動するように繰り出し動作及び繰り込み動作する可動筒体と、
    前記レンズ筒体及び前記可動筒体が繰り出される開口部を有する第1の筐体と、
    前記第1の筐体の開口部と前記レンズ筒体との隙間を覆い、一方の端部が前記レンズ筒体に固定され、他方の端部が前記第1の筐体に固定された保護部材と、
    を備え、
    前記第1の光軸の方向から見て、前記レンズ筒体の外周面は、前記可動筒体の外周面に対して外方に配置されている、カメラモジュール。
  15. 前記カメラモジュールを収容する第2の筐体と、
    伸縮可能に嵌合され、前記レンズ筒体及び前記可動筒体を囲む複数の意匠筒体と、
    を備え、
    前記複数の意匠筒体の一方の端部は前記レンズ筒体における繰り出し方向側の端部に固定され、他方の端部に抜け止め部が設けられ、
    前記レンズ筒体及び前記可動筒体が繰り出されると、前記複数の意匠筒体が伸張して前記保護部材を覆うと共に、前記抜け止め部が前記第2の筐体に引っ掛かり、
    前記レンズ筒体及び前記可動筒体が繰り込まれると、前記複数の意匠筒体が収縮して前記レンズ筒体及び前記可動筒体と共に前記第2の筐体の内部に収容される、請求項14に記載のカメラモジュール。
  16. 前記レンズから入射する光を前記第1の光軸に対して直交する第2の光軸の方向に導く反射手段を備え、
    前記保護部材は、前記レンズ筒体の繰り込み方向に凸状の折り返し部を有し、
    前記折り返し部は、前記レンズ筒体が繰り出し位置に配置された状態で、前記反射手段によって前記第2の光軸の方向に導かれた光の有効光線範囲と干渉しない、請求項14又は15に記載のカメラモジュール。
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