JP3841419B2 - The camera module - Google Patents
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Description
本発明は、カメラモジュールに関し、特に、小型軽量で組み立ての極めて容易なカメラモジュールに関するものである。 The present invention relates to a camera module, and more particularly to a camera module that is small and light and extremely easy to assemble.
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、オートフォーカス(AF)機能やズーム機能を要求され、さらに携帯端末そのものが小型化、軽量化を要求されているため、必然的にカメラモジュールも小型化が望まれている。 Camera modules used in mobile terminals such as mobile phones are required to have an autofocus (AF) function and zoom function, and the mobile terminals themselves are required to be smaller and lighter. Is desired.
しかしながら、このようにオートフォーカス(AF)機能やズーム機能を盛り込んだカメラモジュールを小型化した場合、必然的に組み込む部品も小型化し、その組み立てや調整は非常に難しくなる。例えば、こういった小型のカメラモジュールに使われるモータは非常に小型のモータを用いる必要があるが、こういった小型のモータは精度良くカメラモジュールに固定することが難しい。 However, when a camera module incorporating an autofocus (AF) function or a zoom function is miniaturized as described above, parts to be incorporated are inevitably miniaturized, and the assembly and adjustment becomes very difficult. For example, a motor used for such a small camera module needs to be a very small motor, but it is difficult to fix such a small motor to the camera module with high accuracy.
すなわちこういった小型カメラモジュールに使われるモータは、外径が5mm以下といった場合もあり、一般的に行われている出力軸側端面に固定用のネジ孔を設け、ネジ止めして固定するといったことが困難である。そのため、モータ外周に取り付け部材である巻き板を巻き付け、この巻き板を本体に固定して取り付けるといったことが行われているが、こういった方法では、モータの取付位置や傾き精度を良くすることが困難であり、こういったカメラモジュールにおける駆動用モータを取り付ける方法としては、精度的に問題がある。 In other words, the motor used in such a small camera module may have an outer diameter of 5 mm or less, and a fixing screw hole is provided on the end face on the output shaft side that is generally used, and is fixed by screwing. Is difficult. For this reason, a winding plate, which is an attachment member, is wound around the outer periphery of the motor, and this winding plate is fixed and attached to the main body. However, with such a method, the mounting position and inclination accuracy of the motor are improved. However, there is a problem in accuracy as a method of attaching a drive motor in such a camera module.
また、レンズと、オートフォーカスやズーム用のカムやモータ、ギアなどのレンズ移動機構の組み込みも、その組み込み順序、組み込み方向を考慮しないと自動組み立てが困難になり、精度の確保が難しくなる。さらに、こういったレンズやレンズ移動機構を組み込むハウジングも、複雑な構成ではハウジングそのものの価格が高価となる。 In addition, when assembling a lens and a lens moving mechanism such as an autofocus or zoom cam, a motor, or a gear, it is difficult to automatically assemble it without considering the assembling order and direction. Further, a housing incorporating such a lens and a lens moving mechanism also makes the housing itself expensive in a complicated configuration.
こういった小型カメラモジュールとしては、例えば特許文献1に、1つのモータで光学系側面に配置された円筒カムを駆動し、ズームレンズ枠とフォーカス用レンズ枠とを駆動するようにしたものが示されている。また特許文献2には、携帯電話に内蔵するズーム付カメラモジュールが示され、光学系の側面に配置され携帯電話側面に露出した円筒カムを、操作者が手動で操作すると、ズームレンズ枠とフォーカス用レンズ枠とが駆動され、被写体側レンズが移動するようになっている。 As such a small camera module, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 shows a one in which a cylindrical cam disposed on the side surface of an optical system is driven by a single motor to drive a zoom lens frame and a focusing lens frame. Has been. Patent Document 2 shows a camera module with a zoom built in a mobile phone. When an operator manually operates a cylindrical cam arranged on the side surface of the optical system and exposed on the side surface of the mobile phone, the zoom lens frame and the focus are fixed. The object lens frame is driven to move the subject side lens.
さらに、特許文献3には、レンズホルダにレンズの鍔の光軸方向一端面が当たる取り付け基準面を形成し、その基準面のレンズより外側に凹嵌部を形成して接着剤を充填するようにしてレンズを固定するレンズ取り付け構造が示されている。 Further, in Patent Document 3, an attachment reference surface is formed in which the lens holder comes into contact with one end surface in the optical axis direction of the lens ridge, and a concave fitting portion is formed outside the lens on the reference surface so as to be filled with an adhesive. A lens mounting structure for fixing the lens is shown.
また、カメラモジュールの筐体を一側壁が開口された箱体で形成し、ズームレンズのうちの少なくとも可動レンズ群を開口から組み込み可能にしたもの(以下従来技術1と称する)、被写体側レンズを保持するハウジングにレンズ枠のガイド支持部があり、2本のリードスクリューでズームとフォーカス用レンズ枠を駆動するようにしてレンズ鏡筒のスペース効率を良くしたもの(以下従来技術2と称する)、レンズ鏡筒を小型に構成するため、光軸周りの第1象限にズーム用リードスクリュー、第2象限にフォーカス用リードスクリュー、第3象限にレンズ枠のガイドシャフトを配置したもの(以下従来技術3と称する)、上部ハウジングで一被写体側レンズを保持すると共にズームとフォーカス用のレンズ枠をそれぞれリードスクリューで駆動し、その2本のリードスクリューの軸受けと、2つのレンズ枠ガイドシャフトの軸受けを上部ハウジングに設け、下部ハウジングにCCDを取り付けたもの(以下従来技術4と称する)などがある。 Further, the camera module housing is formed of a box with one side wall opened, and at least a movable lens group of the zoom lenses can be incorporated from the opening (hereinafter referred to as Prior Art 1), and a subject side lens. The holding housing has a guide support for the lens frame, and the lens frame for space is improved by driving the zoom and focus lens frame with two lead screws (hereinafter referred to as prior art 2). In order to make the lens barrel compact, a zoom lead screw is arranged in the first quadrant around the optical axis, a focus lead screw is arranged in the second quadrant, and a guide shaft of the lens frame is arranged in the third quadrant (hereinafter referred to as Prior Art 3). The upper housing holds the lens on the subject side, and the zoom and focus lens frames are respectively lead screws. Driven, and the bearing of the two lead screws, the two lens frame guide shaft bearings provided in the upper housing, which was equipped with a CCD in the lower housing (hereinafter referred to as prior art 4), and the like.
しかしながら特許文献1に記載された装置は、ビデオカメラに於けるカメラモジュールに関するもので比較的大型のものであり、前記したような携帯端末に組み込むカメラモジュールのように小型化に対する配慮はなされていない。また特許文献2に示された装置は、携帯電話などに内蔵する小型カメラモジュールではあるが操作者が手動で操作するものであり、ズームやフォーカスをモータで行うようにしたカメラモジュールには適用できない。さらに特許文献3に示された構造も、単にレンズの固定方法が示されているだけで、カメラモジュールを構成するレンズ、オートフォーカスやズーム用のカムやモータ、ギアなどのレンズ移動機構の組み込みに関する記載はない。 However, the device described in Patent Document 1 relates to a camera module in a video camera and is relatively large, and no consideration is given to downsizing as in a camera module incorporated in a mobile terminal as described above. . The device disclosed in Patent Document 2 is a small camera module built in a mobile phone or the like, but is manually operated by an operator and cannot be applied to a camera module in which zoom and focus are performed by a motor. . Further, the structure shown in Patent Document 3 also relates to the incorporation of a lens constituting a camera module, a lens moving mechanism such as an autofocus and zoom cam, a motor, and a gear, merely by showing a lens fixing method. There is no description.
さらに前記した従来技術1は、ズームレンズのうちの少なくとも可動レンズ群を開口から組み込み可能にしただけで、レンズ、オートフォーカスやズーム用のカムやモータ、ギアなどのレンズ移動機構の組み込みを容易にするものではなく、従来技術2は、レンズ鏡筒のスペース効率は良くなるが、カメラモジュールとしてみた場合は単にハウジングに被写体側レンズを保持させ、レンズ枠のガイド支持部を設けただけで、モータなどの駆動源が一体化されず、参考にするのは難しい。 Furthermore, the above-described prior art 1 makes it easy to incorporate a lens moving mechanism such as a lens, autofocus and zoom cam, motor, gear, etc. only by allowing at least the movable lens group of the zoom lens to be incorporated from the opening. However, in the conventional technique 2, the space efficiency of the lens barrel is improved. However, when viewed as a camera module, the motor can be obtained by simply holding the subject side lens in the housing and providing the guide support portion of the lens frame. It is difficult to refer to because the drive source is not integrated.
また、従来技術3は、光軸周りにズーム用リードスクリュー、フォーカス用リードスクリュー、レンズ枠のガイドシャフトを配置して、光軸周りを効率よく使うようにはできているが、閉じたハウジングへのこういった駆動機構組み込みを自動化するのは難しく、従来技術4のものも、駆動機構とCCDが別のハウジングに取り付けられ、組み立ては複雑な工程を必要とする。 In the prior art 3, the zoom lead screw, the focus lead screw, and the guide shaft of the lens frame are arranged around the optical axis so that the optical axis can be used efficiently. It is difficult to automate the assembly of the drive mechanism, and the drive mechanism and CCD of the prior art 4 are attached to different housings, and assembly requires a complicated process.
上記事情に鑑み本発明は、レンズと、オートフォーカスやズーム用のカムやモータ、ギアなどのレンズ移動機構の組み込みを、精度良く簡単におこなえ、さらに、これらの機構を組み込むハウジングを安価に製作できるような構造を有したカメラモジュールを提供することが課題である。 In view of the above circumstances, the present invention can accurately and easily incorporate a lens and a lens moving mechanism such as an autofocus and zoom cam, motor, and gear, and can further manufacture a housing incorporating these mechanisms at low cost. It is an object to provide a camera module having such a structure.
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、
光学レンズ群と、該光学レンズ群における一部のレンズを所定の方向に移動させて焦点調節及び/または撮像倍率を変更するレンズ移動機構を筐体に内包したカメラモジュールにおいて、
前記筐体を複数のハウジングで構成して一のハウジングに前記光学レンズ群とレンズ移動機構を収容し、前記光学レンズ群における固定レンズの取り付け基準面と、前記一のハウジングのベース部を下側にして組立基準面に当接して前記レンズ移動機構の自動組立てを行うための前記レンズ移動機構の自動組み立て用基準面とを前記一のハウジングの同一方向に設け、前記光学レンズ群における他のレンズと前記レンズ移動機構を前記両基準面とは逆側から組み込めるようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the camera module according to the present invention is:
In a camera module that includes an optical lens group and a lens moving mechanism that moves a part of the lenses in the optical lens group in a predetermined direction to change focus adjustment and / or imaging magnification.
The housing is composed of a plurality of housings, and the optical lens group and the lens moving mechanism are accommodated in one housing. And a reference surface for automatic assembly of the lens moving mechanism for contacting the assembly reference surface to automatically assemble the lens moving mechanism in the same direction of the one housing, and another lens in the optical lens group And the lens moving mechanism can be incorporated from the opposite side of the two reference surfaces.
また、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、
光学レンズ群と、該光学レンズ群の少なくとも一部のレンズを位置決め保持すると共に、レンズ移動機構を内包するカメラモジュールの筐体を構成する一のハウジングと、少なくとも1以上のレンズホルダと、該レンズホルダ外周に近接配置されてレンズホルダを光軸方向に駆動する円筒カムと、該円筒カムを軸受けするカム軸受け部と、前記レンズホルダをガイドするガイド軸と、
該ガイド軸を軸受けするガイド軸受け部と、前記一のハウジングに位置決め保持する固定レンズの取り付け基準面と、前記一のハウジングに設けた自動組み立て用基準面と、を備え、
前記ガイド軸受け部と前記カム軸受け部とを前記一のハウジングに一体成形にて配置すると共に、前記レンズの取り付け基準面と前記自動組み立て用基準面とを前記一のハウジングの同一面側であって、前記ガイド軸受け部及び前記カム軸受け部の配置位置より離間させて配置したことを特徴とする。
In addition, in order to solve the above problems, the camera module in the present invention is
An optical lens group, at least a part of the lens of the optical lens group, and a housing constituting a housing of a camera module including a lens moving mechanism, at least one lens holder, and the lens A cylindrical cam that is disposed in the vicinity of the outer periphery of the holder and drives the lens holder in the optical axis direction; a cam bearing portion that receives the cylindrical cam; and a guide shaft that guides the lens holder;
A guide bearing portion for bearing the guide shaft, an attachment reference surface for a fixed lens that is positioned and held in the one housing, and a reference surface for automatic assembly provided in the one housing,
The guide bearing portion and the cam bearing portion are arranged integrally with the one housing, and the reference mounting surface of the lens and the reference surface for automatic assembly are on the same surface side of the one housing. The guide bearing portion and the cam bearing portion are disposed apart from each other.
そして、前記一のハウジングをフッ素を含有した樹脂で形成する。 The one housing is formed of a resin containing fluorine.
また、前記一のハウジングに前記円筒カムを駆動するギア群のギアシャフト軸受けを一体形成し、前記自動組み立て用基準面を前記ギアシャフト軸受けより離間させて配置した。 Further, a gear shaft bearing of a gear group for driving the cylindrical cam is integrally formed in the one housing, and the reference surface for automatic assembly is arranged apart from the gear shaft bearing.
さらに、前記一のハウジングに設けられた固定レンズの取り付け基準面は、前記一のハウジングに設けられた前記固定レンズの収納用の内周面であって、径方向の内側に延ばした環状体上に設けた。 Furthermore, the reference mounting surface of the fixed lens provided in the one housing is an inner peripheral surface for storing the fixed lens provided in the one housing, and is on an annular body extending inward in the radial direction. Provided.
そして、前記環状体は所定角度間隔で更に内側に突出した基準面部を少なくとも3つ以上有し、前記固定レンズの取り付け基準面は前記基準面部に設けた。 The annular body has at least three reference surface portions that protrude further inward at a predetermined angular interval, and the mounting reference surface for the fixed lens is provided on the reference surface portion.
このように、レンズの取り付け基準面とレンズ移動機構の自動組み立て用基準面とを一のハウジングの同一方向に設け、かつ、レンズとレンズ移動機構を前記両基準面とは逆側から組み込めるようにしたから、レンズとレンズ移動機構の組み込みを容易に精度良く自動化でき、また一のハウジングも、成型に際して両基準面のある側の精度を保って抜くことができ、安価に製作することができる。 Thus, the lens mounting reference surface and the lens moving mechanism automatic assembly reference surface are provided in the same direction of one housing, and the lens and the lens moving mechanism can be assembled from the opposite side of the two reference surfaces. Therefore, the incorporation of the lens and the lens moving mechanism can be easily automated with high accuracy, and the one housing can be removed while maintaining the accuracy on the side with both reference surfaces during molding, and can be manufactured at low cost.
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。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
図1は実施形態になるカメラモジュールの一例を示す斜視図、図2は実施形態になるカメラモジュールで用いられる筐体の第1のハウジングを示す斜視図、図3は図2に示す第1のハウジングの平面図、図4は図2に示す第1のハウジングにシャフトを装着する状態を示した斜視図、図5は図4に示すシャフトにギアを装着する状態を示す斜視図、図6は図4に示すシャフトにギアを装着した後の状態を示す斜視図、図7は図2に示す第1のハウジングに組み込まれる光学レンズ系及び円筒カムを示す斜視図、図8は図7に示す光学レンズ系及び円筒カムを第1のハウジングに組み込んだ状態を示す斜視図、図9はレンズホルダの上面図(A)と下面図(B)、図10は第1のハウジングにレンズホルダを組み込んだときの斜視図、図11は駆動用モータが取り付けられる第2のハウジングをフレキシブル基板とともに示す斜視図、図12は駆動用モータを第2のハウジングに形成された切り欠き部の外縁に固定した状態を示す斜視図、図13は駆動用モータを第2のハウジングに形成された切り欠き部の外縁に固定した状態をフレキシブル基板とともに示す斜視図、図14はCCDの取り付けを説明するための斜視図、図15は実施形態による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。 1 is a perspective view showing an example of a camera module according to the embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing a first housing of a housing used in the camera module according to the embodiment, and FIG. 3 is a first view shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a shaft is attached to the first housing shown in FIG. 2, FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a gear is attached to the shaft shown in FIG. 4, and FIG. 4 is a perspective view showing a state after gears are mounted on the shaft shown in FIG. 4, FIG. 7 is a perspective view showing an optical lens system and a cylindrical cam incorporated in the first housing shown in FIG. 2, and FIG. 8 is shown in FIG. FIG. 9 is a top view (A) and a bottom view (B) of the lens holder, and FIG. 10 is a view showing the state in which the lens holder is assembled in the first housing. 11 is a perspective view, The perspective view which shows the 2nd housing with a flexible substrate with a flexible substrate, FIG. 12 is a perspective view which shows the state which fixed the motor for driving to the outer edge of the notch part formed in the 2nd housing, FIG. FIG. 14 is a perspective view for explaining attachment of a CCD, and FIG. 15 is a camera module according to the embodiment. FIG. 14 is a perspective view illustrating a state in which a motor is fixed to an outer edge of a notch portion formed in a second housing. It is a figure which shows schematically an example of the mobile phone in which is incorporated.
図中同一要素には同一番号が付してあり、図1において11は、例えばフッ素入りポリカーボネイトで成形されているカメラ筐体(以下単に筐体と呼ぶ)、12は光学レンズ系、13はレンズ駆動機構、11aは筐体11に形成された切り欠き部、14で示した斜線部はカバー板(遮光部材)、15はCCDで筐体11の底面側に配置され、光学レンズ系12を介して受光した光を電気信号に変換する。16は筐体11の側面に取り付けられた光学センサ(発光素子及び受光素子)で、この光学センサ16によって光学レンズ系12の基準位置及び基準位置からの移動量が算出される。
In FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1,
図2において、21は第1のハウジングで、この第1のハウジング21は、その上面に連続する第1の側壁部21a及び第2の側壁部21bを有しており、その他の部分は切り欠き状態となっている。22は第1のハウジング21のベース部(図2において上面)に収納される光学レンズ系(図2には示さず)の開口部、22aはこの開口部22の内周面に径方向内側に延ばした環状体、22bはこの環状体22aの径方向内側に突出して所定の角度間隔で複数形成されている(図示の例では三箇所に形成されているが、その内の1つは隠れている)基準面部、22cはレンズを中心位置に位置決めするための位置決め凸部、23は、この筐体部21の図中上方に突出させて複数形成された基準点部で、図示の例では3箇所に形成されている。
In FIG. 2,
図4において、24は前述の開口部22に近接して形成され、第1のハウジング21のベース部に搭載されるレンズ駆動機構(図4には示さず)の搭載部で、この搭載部24には、後述する円筒カムが取り付けられるカム載置部27、及びカム載置部27に近接して上方に突出する軸体28が形成されている。25a、25bは開口部22の外縁側のベース部に約180度の間隔をおいて形成された第1及び第2の孔部、25c、25dは搭載部24に形成された第3及び第4の孔部、26a、26b、26c、26dは例えばステンレス製の第1、第2、第3、第4のシャフトで、これらシャフト26a〜26dはその順に長さが短くなっており、このうち26a、26bのシャフトは光学レンズ系(図4には示さず)をガイドするガイド部材として用いられ、26c、26dのシャフトにはギアが装着される。46は、第1のハウジング21と後記する第2のハウジング41をネジ(図示せず)によって合体させるときのネジ孔である。
In FIG. 4,
図5において29a〜29dは、第3、第4のシャフト26c、26dに破線矢印で示すように挿入するギアで、第3のシャフト26cには第1のギア29aが挿入され、その第1のギア29a上には第2のギア29bが挿入される。また、第4のシャフト26dには第3のギア29cが挿入され、軸体28には第4のギア29dが挿入される。そして第3のギア29cは第1のギア29aと、第4のギア29dは第1のギア29aと噛み合い、これら第1〜第4のギア29a〜29dを組み込むと、図6に示す状態となる。47は第1のハウジング21と第2のハウジング41を接着するための接着部である。
In FIG. 5, 29a to 29d are gears to be inserted into the third and
図7、図8、図9において、30は第1のハウジング21に組み込まれるレンズ駆動機構13を構成する円筒カムで、この円筒カム(カム部材)30は略円筒形状に形成され、円筒部30aとこの円筒部30aの外周面に形成された螺旋状体30bとを有しており、この螺旋状体30bには、図中上側に位置する面30cと下側に位置する面30dとが規定されて、面30cはズーム・フォーカス面として、面30dはズーム面として用いられ、更に下端には、第1のハウジング21のカム載置部27に設けられた軸受け部に挿入する挿入端30eを備えている。なお、図示はしていないが円筒カム30の円筒部30aには、図中上下方向に延びて、例えば円筒部30aの外周面とその色が異なるる基準線が形成されている。31、32は光学レンズ系12を構成する円環状の第1及び第2のレンズ体、33、34はこの第1及び第2のレンズ体31及び32のレンズホルダ(レンズ保持部)、33a、33bはレンズホルダ33の外周面の径方向外側に突出して形成されている支持腕部、33cは円筒カム30に当接するカム当接体、34a、34bはレンズホルダ34の外周面の径方向外側に突出して形成されている支持腕部、34cは円筒カム30に当接するカム当接体、34dは切り欠き部、35、36はレンズホルダ33及び34によって保持されている光学レンズ(光学レンズ群)、37はレンズホルダ33及び34を連結させて互いに引き合う方向に付勢するバネ部材、45は第1のハウジング21に於ける第1の側壁部21aが後記する第2の筐体41の壁部44と接する壁部である。
7, 8, and 9,
図11、図12、図13において、38はレンズ駆動機構13を構成する駆動用モータ(例えば、ステッピングモータ)、38aは駆動用モータ38のモータ軸に取り付けたギアで、この駆動用モータ38は、図11においてギア38a側を下向きにして図8に示す第3のギア29c上に配置され、この際ギア38aは第2のギア29bと噛み合う。39は駆動用モータ38の側面に配置されているフレキシブル基板40の取り付け部で、このフレキシブル基板40の他側には、前述の光学センサ16が備えられて円筒カム30と対面し、駆動用モータ(例えば、ステッピングモータ)38が取り付けられるモータベース部として用いられる第2のハウジング41の外側に引き出されている。41aは駆動用モータ38の底部(軸ギア側の面)が搭載されて位置決めを行う支持面部、41bは支持面部41aに形成されている開口孔部で、第3のギア29cと噛み合う駆動用モータ38の軸ギアが挿入される。41cは第2のハウジング41の一側壁、41dはこの一側壁41cに形成されている孔、42は第2のハウジング41の側面に上下方向に延び、上端が開放されている切り欠き部(開口部、図12、図13参照)で、この切り欠き部42付近では、第2のハウジング41の側壁は肉薄状態となっており、また、切り欠き部42の幅は、駆動用モータ38の径よりも小さくなっている。そして、レンズホルダ33及び34の光軸と垂直な面における第2のハウジング41の奥行き方向長さは、円筒カム30の直径と駆動用モータ38の直径とを加えた長さに略等しくしてある。斜線で示した43はカバー板で、フレキシブル基板40の引き出し部分を閉塞する。44は前記した第1のハウジング21に於ける第1の側壁部21aの壁部45と接する第2の筐体41における壁部である。
11, 12, and 13,
図14において、47、48、49は図1に示したCCD15を固定する際の測定基準点、図15において50は携帯端末の一例である携帯電話機、51は操作部、52は液晶などを用いたディスプレイ、53は操作部51が搭載された第1のケース部、54はディスプレイ52が搭載された第2のケース部、55はヒンジ機構、56はカメラモジュールである。
14, 47, 48, and 49 are measurement reference points for fixing the
本実施形態のカメラモジュールは、カメラ筐体11を、例えばフッ素を含有するポリカーボネイトなどの樹脂で形成して耐久性と摺動性を高めた第1のハウジング21と第2のハウジング41で構成し、この第1のハウジング21の一方を開放すると共に、逆側に光学レンズ系12における被写体側の固定レンズの取り付け基準面22bと、このレンズの取り付け基準面22bを元に、レンズやレンズ移動機構などの自動組み立て用基準点部(面)23を設け、開放側から光学レンズホルダ33、34などからなるレンズ体と、円筒カム30、ギア群29a〜29dなどからなるレンズ移動機構を収容できるようにしたものである。従って、光学レンズ系12とレンズ移動機構の組み込みや調整が容易になり、しかも精度良く自動化することができ、また第1のハウジング21も、成型に際して両基準面のある側の精度を保って一方向から抜くことができ、安価に製作することができる。
In the camera module of the present embodiment, the
図1に示した実施形態になるカメラモジュールは、光学レンズ系12と、ズームやオートフォーカス用駆動機構13を組み込む図2に示した第1のハウジング21と、図12に示したモータ38を保持する第2のハウジング41とを組み合わせたカメラ筐体(以下単に筐体と呼ぶ)11に、撮像用CCDを組み込んだ基板15、発光素子と受光素子からなる光学センサ16、カバー板(遮光部材)14を取り付けて構成され、例えば携帯端末の一例である図15に示したような携帯電話機50用の撮像装置として用いるため、非常に小さく構成されている。また、操作部51の操作によって、カメラモジュールの撮影操作や変倍(ズーム)操作等がおこなえるようになっている。
The camera module according to the embodiment shown in FIG. 1 holds the
なおこの図15は、携帯電話機50の操作部51及びディスプレイ52が見える状態(開状態)として示した平面図であり、図示の携帯電話機50は、操作部51が搭載された第1のケース部53と、ディスプレイ52が搭載された第2のケース部54とがヒンジ機構55によって連結され、第1及び第2のケース部53及び54は、ヒンジ機構55の回りに回動可能となっている。
FIG. 15 is a plan view showing the operation unit 51 and the
そして第2のケース54には、図中破線二重丸で示した位置に光学レンズ系12が来るよう前記したカメラモジュールが組み込まれ、操作部51の所定のボタンを操作すると、カメラモジュールによって撮像が行われて画像がディスプレイ52上に表示される。そのためカメラモジュールは、前記したように非常に小型に構成されることが要求される。また、操作部51における別の所定の釦を操作することにより、カメラモジュールの変倍(ズーム)操作が可能となっている。
In the
そして実施形態のカメラモジュールは、図2、図3に示した第1のハウジング21を有し、この第1のハウジング21は、そのベース部(図2において上面)に光学レンズ系(図2には示さず)12が収納される開口部22が形成され、この開口部22の内周面には、径方向内側に延びる環状体22aが、さらにこの環状体22aには、径方向内側に突出する基準面部22bが所定の角度間隔で複数形成(図示の例では三箇所に形成されているが、その内の1つは隠れている)され、さらにこの基準面図22bの間にレンズホルダ34を進入させるための切り欠き部22dが設けられている。また、この開口部22の内周面の側面には、レンズ系12を中心で位置決めするため、位置決め凸部22cが設けられて、これら基準面部22bによってレンズ36の光軸方向位置が、また、位置決め凸部22cで中心方向の位置が、それぞれ精度良く位置決めされる。
The camera module of the embodiment has the
また、第1のハウジング21は、その上面に連続する第1の側壁部21a及び第2の側壁部21bを有し、その他の部分は切り欠き状態となっていて、図2における上面のベース部には、図中上方に突出する複数の基準点部23が、図示の例では3箇所形成されている。この基準点23は、図4のようにカメラモジュールを第1のハウジング21のベース部を下側にして自動組み立てを行う際、組立基準面(図示せず)に当接し、レンズや駆動機構の組み込みや調整における精度出しのための基準面となる。
Further, the
また、第1のハウジング21のベース部には、レンズ駆動機構(図4には示さず)が搭載される搭載部24が前述の開口部22に近接して形成されており、さらに、開口部22の外縁側においてベース部には、第1及び第2の軸受け部用孔部25a及び25bが約180度の間隔をおいて形成され、搭載部24には第3及び第4の孔部25c及び25dが形成されている。
Further, a mounting
そして図示のように第1〜第4の孔部25a〜25dには、例えばステンレス製の第1〜第4のシャフト26a〜26dの一端が、破線矢印で示すように第1のハウジング21の上側から挿入され、またベース部の搭載部24の近傍に、後述する円筒カム30が取り付けられるカム載置部27(カム軸受け)が、ベース部の搭載部24には、ハウジングと一体に形成されて上方に突出する軸体28が設けられて図5に示したようになる。これら第1〜第4のシャフト26a〜26dは、符号の順にその長さが短くなっており、第1及び第2のシャフト26a及び26cは、後述するように、光学レンズ系(図4には示さず)をガイドするガイド部材として用いられる。第3のシャフト26cには、図5に破線矢印で示すように第1のギア29aが、そして同じく第3のシャフト26cにおける第1のギア29aの上には、第2のギア29bが挿入される。また、第4のシャフト26dには第3のギア29cが挿入され、この第3のギア29cは、第1のギア29aと噛み合う。さらに軸体28には、第4のギア29dが挿入され、この第4のギア29dは、第1のギア29aと噛み合い、このようにして、第1〜第4のギア29a〜29dが組み込まれると、図6に示す状態となる。
As shown in the figure, in the first to
一方、光学レンズ系12と、そのフォーカスとズーミングのためのレンズ駆動機構13を構成する円筒カム30は、図7、図8、図9に示したような構成となっている。すなわち光学レンズ系12は、円環状の第1及び第2のレンズ体31及び32からなり、それぞれのレンズ体31及び32は、レンズホルダ(レンズ保持部)33及び34で保持される光学レンズ(光学レンズ群)35及び36を有している。レンズホルダ33の外周面には、径方向外側に突出する支持腕部33a及び33bが形成されていると共に、円筒カム30に当接するカム当接体33cが形成されており、同様にしてレンズホルダ34の外周面には、径方向外側に突出する支持腕部34a及び34bが形成されていると共に、円筒カム30に当接するカム当接体34cが形成され、さらに図7の図上下側には、第1のハウジング21の開口部22に設けた環状体22aの突出した基準面部22bを避け、このレンズホルダ34が切り欠き部22d内に進入できるよう、レンズホルダ34にも切り欠き部34dが設けられている。
On the other hand, the
円筒カム(カム部材)30は略円筒形状であり、円筒部30aとこの円筒部30aの外周面に形成された螺旋状体30bとを有しており、この螺旋状体30bには、図中上側に位置するズーム・フォーカス面30cと、下側に位置するズーム面30dとが規定されている。この実施形態に於けるカメラモジュールの光学系は一例として2焦点の光学系であり、ズーム面30dは、円筒カム30の回転によって焦点移動用の第2のレンズ体32を所定間隔移動させた後、円筒カム30の回転によっては移動しないようになっている。そしてズーム・フォーカス面30cは、第1のレンズ体31を焦点移動で移動させた後、円筒カム30の回転によってフォーカス用の移動ができるようになっている。そして、円筒カム30及び光学レンズ系12を第1のハウジング21に組み込んだ際には、フォーカス面30cにカム当接体33cの下面側が当接し、ズーム面30dにカム当接体34cの上面側が当接することになる。なお、レンズホルダ33及び34は、バネ部材37によって連結されて互いに引き合う方向に付勢されており、また、図示はしていないが、円筒カム30の円筒部30aに図中上下方向に延びる基準線が付加されており、この基準線は、例えば、円筒部30aの外周面とその色が異なるようにされていて、前記図1に示した光学センサ16によって検出してこの円筒カム30の原点位置を検出できるようになっている。
The cylindrical cam (cam member) 30 has a substantially cylindrical shape, and includes a
そして図8に示したように、光学レンズ系12及び円筒カム30を第1のハウジング21に組み込む際には、まず、第1のハウジング21の上側から第2のレンズ体32の支持腕部34aを第1のシャフト26aに、支持腕部34bを第2のシャフト26bに挿通させながら組み込み、次に同じく第1のハウジング21の上側から、カム載置部27(図4)に円筒カム30の挿入端30eを挿入して、カム載置部27に円筒カム30を搭載し、円筒カム30のズーム面30dにカム当接体33cが当接するようにする。そして次に第1のハウジング21の上側から第1のレンズ体31の支持腕部33aを第1のシャフト26aに、支持腕部33bを第2のシャフト26bに挿通させながら組み込み、カム当接体33cが円筒カム30のズーム・フォーカス面30cに当接するようにし、最後にバネ部材37を第1のレンズ体31、第2のレンズ体32のバネかけ部にかけて互いに引き合う方向に付勢させる。このようにすることにより、第1、第2のレンズ体31、32は、円筒カム30の回転に伴い、ズーム・フォーカス面30c、ズーム面30dに沿って第1と第2のシャフト26a、26bに支えられながら滑らかに移動可能となる。
As shown in FIG. 8, when the
そしてレンズホルダ34は、図9、図10に示したように、第1のハウジング21に設けられた図3に示す開口部22における内周面の径方向内側に延ばした環状体22aの、径方向内側に突出した基準面部22bを避けて進入できるよう切り欠き部34dが設けられているから、この開口部22に保持されるレンズに近接させることができ、ズーミングに伴って移動するレンズホルダ34の移動距離を稼いで充分なズーム比を持たせたカメラモジュールを提供することができる。
9 and 10, the
また、レンズ駆動機構13を構成する駆動用モータ(例えば、ステッピングモータ)38は、図11に示したようにモータ軸にギア38aが取り付けられ、軸ギア側を下向きにして第2の筐体41における開口孔部41bにギア38aを挿入し、支持面部41aで支持される。そしてギア38aは、図8に示す第3のギア29c上に配置され、第2のギア29bと噛み合うようになっている。さらにこの駆動用モータ38の側面には、取り付け部39を介してフレキシブル基板40が取り付けられて第2のハウジング41の外側に引き出され、このフレキシブル基板40の他側には、光学センサ16が備えられて前記した円筒カム30の円筒部30aに付された基準線を検出し、円筒カム30の原点を検出できるようになっている。
Further, the driving motor (for example, stepping motor) 38 constituting the
そして本実施形態のカメラモジュールは、前記したように、軸体28に円筒カム30に駆動力を伝える最終段のギア29dを挿入し、この最終段のギア29dに駆動力を伝えるギア29a〜29cを挿入するシャフト26c、26dは、金属製としてある。このようにすることにより、金属製シャフト26c、26dは回転速度は高いが負荷が小さいため、小径のシャフトを用いることができるから結果として小径のギアを使用でき、装置の小型化を図れる一方、機械的なノイズも小さく押さえることができる。樹脂製とした最終段のギア29dを挿入するシャフト28は、ギア29dの回転速度が遅いから回転に伴う音の発生がなく、また、樹脂製のため、負荷に対して強度を確保することができ、また、樹脂製のため、強度を確保するために太くしても軽量で済む利点がある。またここでは、最終段のギア29dのシャフトのみ樹脂製としたが、負荷がかかる最終段に近い個所の複数のギアシャフトを樹脂製としてもよいことは言うまでもない。さらに、この樹脂製のシャフトをハウジングと一体に成型したことにより、この場合には、部品点数の削減、シャフト組み込みの工数の削減を図ることができる。
In the camera module of this embodiment, as described above, the
そしてこの駆動用モータ38は、本実施形態においては、図12に示したようにモータベース部として用いられる筐体11を構成する第2のハウジング(モータ保持部材)41に取り付けられる。この第2のハウジング41の側面には、上下方向に延びる切り欠き部(開口部)42が形成されており、この切り欠き部42の上端は開放されている。さらに、第2のハウジング41の側面に形成された切り欠き部42付近の側壁は肉薄状態にされており、この切り欠き部42の幅は、駆動用モータ38の径よりも小さくなっている。そして、レンズホルダ33及び34の光軸と垂直な面における第2のハウジング41の奥行き方向長さは、円筒カム30の直径と駆動用モータ38の直径とを加えた長さに略等しくしてある。そのため、駆動用モータ38は、レンズ移動機構としての円筒カム30に隣接して設けられることになる。
In the present embodiment, the
また、切り欠き部42の図中上下方向に延びる周辺縁の内面側は円柱面状に形成されており、駆動用モータ38が支持面部41aに載置されると、この円柱状面に駆動用モータ38の外周面がぴったり当接する。そのため、この図12において斜線部で示すように円柱状面に予め接着剤を塗布し、前記したようにして駆動用モータ38を組み込むと、接着剤によって駆動用モータ38が第2のハウジング41にしっかりと接着固定される。一方、図13に示すように、フレキシブル基板40は第2の筐体41の上部分から外側に引き出され、図13に斜線部43で示すカバー板によってフレキシブル基板40の引き出し部分が閉塞される。
Further, the inner surface side of the peripheral edge extending in the vertical direction in the figure of the
このようにして駆動用モータ38を固定することにより、駆動用モータ38は、円柱面状に形成された切り欠き部42の上下方向に延びる内面側にぴったり当接して精度良く接着されるから、従来装置のようにネジ止めしたり、巻き板を巻き付けて本体に固定して取り付ける、といった部品とコストを要する方法を取る必要が無く、簡単、安価な方法で精度良く固定することができる。
By fixing the driving
また本発明では、第1の筐体部21にカム体30に隣接して駆動用モータ38を保持し、光学レンズ系12の光軸と垂直な面における奥行き方向において、第1の筐体部21の長さをカム体30の直径と駆動用モータ38の直径とを加えた長さに略等しくしたので、カメラモジュール自体を小型化できる。
In the present invention, the driving
そして、駆動用モータ38が固定された第2のハウジング41における壁部44と第1のハウジング21における壁部45とを合わせ、第2のハウジング41における一側壁41cを第1のハウジング21における一側壁部21bの上に載るようにして組み合わせる。このとき、第1のハウジング21における接着部47に接着剤付け、図4に46で示したネジ孔にネジ(図示せず)を通して固定することにより、第1及び第2のハウジング21及び41は図14に示したように合体して固定される。
Then, the
このようにして第1のハウジング21、及び第2のハウジング41が合体して固定されたら、次いで図1に15で示したCCDが接着される。このCCD15の接着は筐体11を固定し、例えば図14に符号47〜49で示す三点を測定基準点として、CCD15を5軸で動かしながら光学レンズ系12を通して送られてくる像を撮像し、CCD15の光軸と光学レンズ系12の光軸が一致すると共に最適なフォーカス位置となる所を探し、その位置でCCD15を筐体11に接着剤で接着して固定する。
When the
そして第1のハウジング21、及び第2のハウジング41が合体し、CCD15が固定されたら、図1に14で示したカバー板(遮光部材)が第1のハウジング21と第2のハウジング41で形成されている切り欠き部に接着剤によって取り付けられ、また、駆動モータ38の取り付け部に於ける42で示した切り欠き部、及び他の切り欠き部(開口)が、同様なカバー板(遮光部材)で閉塞されて、図1に示すような実施形態のカメラモジュールを得ることができる。
When the
このように構成した実施形態のカメラモジュールにおいて、図11に示した駆動モータ38が回転すると、ギア38aから図8のギア29a〜29dを介して回転が円筒カム30に伝えられ、円筒カム30における螺旋状体30bの回転によって、第1のレンズ体31と第2のレンズ体32のカム当接体33c、34cが移動され、前記したようにしてズームとフォーカスが行われる。そして円筒カム30は、円筒部30aに付された基準線を光学センサ16により検出し、原点が検出できるようになっており、パルスモータなどの駆動用モータ38へ与えるパルス数を計数することで、焦点距離とフォーカス位置を知ることができるようになっている。
In the camera module of the embodiment configured as described above, when the
以上、種々述べてきたように本発明によれば、レンズの取り付け基準面とレンズ移動機構の自動組み立て用基準面とを一のハウジングの同一方向に設け、かつ、レンズとレンズ移動機構を前記両基準面とは逆側から組み込めるようにしたから、レンズとレンズ移動機構の組み込みを容易に精度良く自動化でき、また一のハウジングも、成型に際して両基準面のある側の精度を保って一方向から抜くことができ、安価に製作することができる。 As described above, according to the present invention, the lens attachment reference surface and the automatic assembly reference surface of the lens moving mechanism are provided in the same direction of one housing, and the lens and the lens moving mechanism are both provided. Since it can be assembled from the opposite side of the reference surface, the lens and the lens moving mechanism can be easily and accurately automated, and the one housing can be molded from one direction while maintaining the accuracy of both reference surfaces when molding. It can be removed and manufactured at low cost.
また、本発明によるカメラモジュールの筐体11をフッ素を含有する樹脂で構成したから、耐久性と摺動性が高められ、軸や軸受けなどを形成しても、ギアが良好に回転でき、しかも耐久性が良くなる。更に単なる樹脂ではなく、フッ素を含有したものを用いることにより、筐体の強度を向上させることができ、結果として筐体の肉厚の薄肉化が図られ、カメラモジュールの小型化、軽量化が実現できる。
Further, since the
そして、第1のハウジング21に円筒カム30を駆動するギア群のギアシャフト軸受けを一体形成し、前記自動組み立て用基準面を前記ギアシャフト軸受けより離間させて配置したから、シャフト軸受けは第1のハウジング21にしっかり保持される。
And since the gear shaft bearing of the gear group which drives the
さらに、前記一のハウジングに設けられた固定レンズの取り付け基準面は、前記一のハウジングに設けられた固定レンズの収納用開口部内周面に、径方向内側に延ばした環状体上に設けられ、環状体は所定角度間隔で更に内側に突出した基準面部を少なくとも3つ以上有してレンズの取り付け基準面を基準面部に設けたから、レンズは精度良く位置決めすることができる。 Furthermore, the reference mounting surface of the fixed lens provided in the one housing is provided on an annular body extending radially inward on the inner peripheral surface of the storage opening of the fixed lens provided in the one housing, Since the annular body has at least three reference surface portions that protrude further inward at a predetermined angular interval and the lens mounting reference surface is provided on the reference surface portion, the lens can be accurately positioned.
そして、前記モータ保持部材は、前記レンズ移動機構に隣接して前記駆動用モータを保持するようにし、また、前記レンズ移動機構は、前記レンズ保持部を前記所定の方向に移動する略円筒形状のカム部材を有し、前記レンズ保持部の光軸と垂直な面における奥行き方向の長さが前記カム部材の直径と前記駆動用モータの直径とを加えた長さに略等しくするようにしたから、カメラモジュールを非常に小さく構成することができる。 The motor holding member is configured to hold the drive motor adjacent to the lens moving mechanism, and the lens moving mechanism has a substantially cylindrical shape that moves the lens holding portion in the predetermined direction. Since it has a cam member, the length in the depth direction on the surface perpendicular to the optical axis of the lens holding portion is made substantially equal to the sum of the diameter of the cam member and the diameter of the driving motor. The camera module can be made very small .
さらに、前記モータ保持部材は、前記切り欠き部に連続して形成された薄肉部を有し、該薄肉部には遮光部材が位置付けられて前記切り欠き部を閉塞するようにしたから、モータ保持部材を合体させるために必要以上に肉厚を厚く作る必要が無く、カメラモジュールを非常に小型に作ることができる。 Further, the motor holding member has a thin portion formed continuously with the notch, and a light shielding member is positioned on the thin portion so as to close the notch. It is not necessary to make the wall thickness thicker than necessary in order to unite the members, and the camera module can be made very small.
そして、前記切り欠き部の幅は前記駆動用モータの直径よりも小さく、前記駆動用モータの外周面と当接する前記切り欠き部の外縁は前記駆動用モータの外周面と同一形状に形成したから、モータは精度良く固定することができる。 The width of the notch is smaller than the diameter of the driving motor, and the outer edge of the notch that contacts the outer peripheral surface of the driving motor is formed in the same shape as the outer peripheral surface of the driving motor. The motor can be fixed with high accuracy.
小型カメラモジュールの筐体を構成するハウジングの、一方を開放すると共に、逆側に光学レンズ系におけるレンズの取り付け基準面と自動組み立て用基準点面を設け、開放側から光学レンズやレンズ移動機構を収容できるようにしたから、レンズとレンズ移動機構の組み込みや調整が容易になり、しかも精度良く自動化することができる。またハウジングも、成型に際して両基準面のある側の精度を保って抜くことができ、安価に製作することができる。 One side of the housing that constitutes the housing of the small camera module is opened, and a lens mounting reference surface and a reference point surface for automatic assembly in the optical lens system are provided on the opposite side, and the optical lens and lens moving mechanism are installed from the open side. Since it can be accommodated, it is easy to incorporate and adjust the lens and the lens moving mechanism, and it can be automated with high accuracy. Also, the housing can be removed while maintaining the accuracy on the side with both reference surfaces during molding, and can be manufactured at low cost.
21 第1のハウジング
21a 第1の側壁部
21b 第2の側壁部
22 開口部
22a 環状体
22b 基準面部
22c 位置決め凸部
23 基準点部
21
Claims (6)
前記筐体を複数のハウジングで構成して一のハウジングに前記光学レンズ群とレンズ移動機構を収容し、前記光学レンズ群における固定レンズの取り付け基準面と前記一のハウジングのベース部を下側にして組立基準面に当接して前記レンズ移動機構の自動組立てを行うための自動組み立て用基準面とを前記一のハウジングの同一方向に設け、前記光学レンズ群における他のレンズと前記レンズ移動機構を前記両基準面とは逆側から組み込めるようにしたことを特徴とするカメラモジュール。 In a camera module that includes an optical lens group and a lens moving mechanism that moves a part of the lenses in the optical lens group in a predetermined direction to change focus adjustment and / or imaging magnification.
The housing is composed of a plurality of housings, and the optical lens group and the lens moving mechanism are accommodated in one housing. A reference plane for automatic assembly for automatically assembling the lens moving mechanism in contact with the assembly reference plane, provided in the same direction of the one housing, and another lens in the optical lens group and the lens moving mechanism. A camera module, wherein the camera module can be assembled from a side opposite to the two reference surfaces.
該光学レンズ群の少なくとも一部のレンズを位置決め保持すると共に、レンズ移動機構を内包するカメラモジュールの筐体を構成する一のハウジングと、
少なくとも1以上のレンズホルダと、
該レンズホルダ外周に近接配置されてレンズホルダを光軸方向に駆動する円筒カムと、
該円筒カムを軸受けするカム軸受け部と、
前記レンズホルダをガイドするガイド軸と、
該ガイド軸を軸受けするガイド軸受け部と、
前記一のハウジングに位置決め保持する固定レンズの取り付け基準面と、前記一のハウジングに設けた自動組み立て用基準面と、を備え、
前記ガイド軸受け部と前記カム軸受け部とを前記一のハウジングに一体成形にて配置すると共に、前記レンズの取り付け基準面と前記自動組み立て用基準面とを前記一のハウジングの同一面側であって、前記ガイド軸受け部及び前記カム軸受け部の配置位置より離間させて配置したことを特徴とするカメラモジュール。 An optical lens group;
One housing that constitutes a housing of a camera module that positions and holds at least a part of the lenses of the optical lens group and includes a lens moving mechanism;
At least one or more lens holders;
A cylindrical cam that is disposed close to the outer periphery of the lens holder and drives the lens holder in the optical axis direction;
A cam bearing portion for bearing the cylindrical cam;
A guide shaft for guiding the lens holder;
A guide bearing portion for bearing the guide shaft;
An attachment reference surface of a fixed lens that is positioned and held in the one housing, and a reference surface for automatic assembly provided in the one housing,
The guide bearing portion and the cam bearing portion are arranged integrally with the one housing, and the reference mounting surface of the lens and the reference surface for automatic assembly are on the same surface side of the one housing. A camera module, wherein the camera module is disposed at a distance from an arrangement position of the guide bearing portion and the cam bearing portion.
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