JP3841421B2

JP3841421B2 - カメラモジュール及びこのカメラモジュールを備えた携帯端末

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Publication number: JP3841421B2
Application number: JP2003435745A
Authority: JP
Inventors: 克美辻; 耕平上村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: JP2005195688A

Description

本発明は、カメラモジュール及びカメラモジュールを有する携帯端末に関し、特に、小型軽量で組立の極めて容易なカメラモジュールに関するものである。

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、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、必然的に小型化が望まれている。しかも、最近はこういった携帯端末用カメラモジュールにおいても、オートフォーカス（ＡＦ）機能やズーム機能を要求され、フォーカス用やズーム用に２つのモータを備えたものもある。しかしながら、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、必然的に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といった問題がある。

すなわちこういった小型モータは、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。

こういった小型カメラモジュールに関する従来技術として例えば特許文献１には、カメラモジュールのＡＦ駆動及びフィルム給送時の正逆駆動を、単一の駆動モータによって簡単な構成でかつ低コストで行うため、フィルム給送及びオートフォーカス駆動兼用モータとズーム駆動用モータとを備え、遊星ギア式クラッチによってフィルム給送及びオートフォーカス駆動兼用モータの駆動力を、フィルム巻き上げ又は巻き上げ・送り出し状態とフィルム巻き戻し状態とに切り替え、この遊星ギア式クラッチの遊星ギアと噛み合い可能な位置にオートフォーカス駆動ギアを配置して、制限部材でズーム駆動用モータによって駆動されて遊星ギアの位置をオートフォーカス駆動ギアと噛み合った状態に保持し、オートフォーカス駆動可能状態での駆動系を保持するためにズーム駆動系の繰り出し及び繰り込み動作によって制限部材を作動させて保持するようにしたカメラの駆動機構が示されている。

また、前記したように携帯端末等におけるカメラモジュールの小型化に伴い、駆動用モータ自体も小型となって取り付けが困難であるのを解消する技術ため、鏡胴内に円筒型ステップモータを効率良く配置し、鏡胴の薄型化を図るとともにレンズを高精度にかつ高速度で駆動できるようにしたものがある（以下従来例１と称する）。この従来例１では、鏡胴内の絞り位置の前方に小径の前群レンズを固定的に配置するとともに、後方に大径の後群レンズを光軸方向に移動可能に配置し、後群レンズは下部が切除された形状を有し、この切除された部分に干渉しない範囲で開閉駆動される２枚羽根の絞り兼用シャッタを配置して、後群レンズの下側の空間と前群レンズの下側の空間とに絞り位置を跨いで円筒型ステップモータを配置するようにしたものである。

さらにカメラモジュールを薄型とし、しかもイメージの正確な集束とレンズの位置を可動させてイメージズームを実現するため、撮像素子にイメージを集束させるためのレンズが揺れないように第１及び第２の筒体に固定し、さらにこれら第１及び第２の筒体をハウジングに固定して、このハウジングの一側にガイド溝を形成してこのガイド溝に第１及び第２の筒体の延長部を挟持し、第１及び第２の筒体を焦点の中心軸を基準にしてスライディング可能に構成するようにしたものがあり（以下従来例２と称する）、この従来例２では、モータの回転軸に連結されたモータギアの回転運動を鉛直及び水平運動に変換し、第１筒体及び第２筒体間の離隔距離を調整するようにしている。

特開平１０−６２８５２号公報

しかしながら特許文献１に記載された装置は、オートフォーカス駆動兼用モータとズーム駆動用モータという二つの駆動用モータを備える必要があり、携帯端末等に備えられるカメラモジュールとしては大型化してしまい、携帯端末に装着できないという事態が生じてしまう。

また従来例１では、後群レンズの下側の空間と前群レンズの下側の空間とに、絞り位置を跨いで円筒型ステップモータを配置するようにしているため、絞り位置に後群レンズの切除された部分に干渉しない範囲で開閉駆動される２枚羽根の絞り兼用シャッタを配置する、という複雑な構造であり、特に、カメラモジュールの組立が複雑となってしまう。また、携帯端末に用いられる小型のカメラモジュールにおいては、各部品が極めて寸法が小さいことを考慮すると、後群レンズの下側の空間と前群レンズの下側の空間とに、絞り位置を跨いで円筒型ステップモータを配置した場合、円筒型ステップモータの取付が極めて面倒であり、円筒型ステップモータをカメラモジュールハウジングに固定する際の作業が煩雑となってしまうという課題がある。

従来例２では、ハウジングの一側に形成されたガイド溝に第１及び第２の筒体の延長部を挟持して、第１及び第２の筒体を焦点の中心軸を基準にしてスライディング可能とし、モータギアの回転運動を鉛直及び水平運動に変換して、第１筒体及び第２筒体間の離隔距離を調整するようにしているが、カメラモジュールを組立てる際の手順について記載されておらず、特に、携帯端末に用いられる小型のカメラモジュールにおいては、各部品が極めて寸法が小さいことを考慮すると、モータとハウジング及び第１及び第２の筒体との位置関係によっては、カメラモジュール組み立ての際の作業が極めて煩雑となってしまうという課題がある。

従って本発明は、かかる従来技術の問題に鑑み、組立作業の極めて容易なカメラモジュール及びこのカメラモジュールを用いた携帯端末を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明においては、
光学レンズ系と、該光学レンズ系を所定の方向に移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するモータとを有するカメラモジュールにおいて、
前記モータの駆動によって前記光学レンズ系を前記所定の方向に移動するカム部材の軸心が前記光学レンズ系の光軸と平行になるように、筐体ベース側に設けたカム載置部と、前記モータが前記カム部材取付位置より前記光学レンズ系に近接して配置されるように、筐体側壁に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成したモータ固定部を有する筐体を具え、好ましくは、前記筐体内に収納され、光学レンズ系を保持するレンズホルダの外周面に設けた前記カム当接体と光学レンズ系をガイドする一対の支持腕部を有し、カム当接体と隣接する側に位置する一の支持腕部を孔部でカム当接体と遠ざかる位置にある他の支持腕部をＵ字開口で形成したことを特徴とする。

そして、他の発明は、光学レンズ系と、該光学レンズ系を所定の方向に移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するモータとを有するカメラモジュールにおいて、
前記光学レンズ系をガイド軸に挿入する際に用いられ、前記所定の方向に延びる第１の開口部が形成されて該光学レンズ系が収納される第１の筐体部と、側壁面に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成した第２の開口部に前記モータを固定する第２の筐体部とによってカメラハウジングを形成するとともに、
前記第１の筐体部の前記第１の開口部を覆う第１の遮光部材を具えたことを特徴とする。

そして前記第２の筐体部は、前記第２の開口部の外縁に配置され、前記モータの外周面が前記第２の開口部に位置付けられた際、前記第２の筐体部と前記モータとを接着する接着部材とを有することを特徴とする。

さらに、前記第２の筐体部は、前記第２の開口部に連続して形成された薄肉部を有し、
該薄肉部に第２の遮光部材が位置付けられて前記第２の開口部を閉塞するようにしたことを特徴とする。

そして、前記第１の筐体部に前記カム部材の外周面に対応した位置に第３の開口部が形成されており、
該第３の開口部を覆う第３の遮蔽部材を有することを特徴とする。

また、前記カム部材は略円筒形状であり、
前記光学レンズ系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モータの直径とを加えた長さに略等しいことを特徴とする。

そして、前記第２の開口部の幅は前記モータの直径よりも小さく、
前記モータの外周面と当接する前記第２の開口部の外縁は前記モータの外周面と同一形状に形成されていることを特徴とする。

さらに、上記課題を解決するため本発明における携帯端末は、モータの駆動によって光学レンズ系を移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するカム部材の軸心が前記光学レンズ系の光軸と平行になるように、筐体ベース側に設けたカム載置部と、前記モータが前記カム部材取付位置より前記光学レンズ系に近接して配置されるように筐体側壁に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成したモータ固定部を有する筐体を備えたカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ前記カメラモジュールの焦点及び／または撮像倍率を操作する操作部とを有することを特徴とし、好ましくは前記前記カメラモジュールが、筐体内に収納され、光学レンズ系を保持するレンズホルダの外周面に設けた前記カム当接体と光学レンズ系をガイドする一対の支持腕部を有し、カム当接体と隣接する側に位置する一の支持腕部を孔部でカム当接体と遠ざかる位置にある他の支持腕部をＵ字開口で形成したカメラモジュールであることを特徴とする。

また、上記課題を解決するため本発明における他の携帯端末は、
モータの駆動によって光学レンズ系を焦点及び／または撮像倍率を調整する方向に移動するカム部材を備え、前記カム部材は、前記光学レンズ系の光軸と前記カム部材の軸心とが互いに平行になるように、前記光学レンズ系に隣接して配置されたカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ前記カメラモジュールの焦点及び／または撮像倍率を操作する操作部とを有する携帯端末において、
前記光学レンズ系をガイド軸に挿入する際に用いられ、前記所定の方向に延びる第１の開口部が形成されて該光学レンズ系が収納される第１の筐体部と、側壁面に設けた切り欠きの平行縁を光軸方向に延びるように形成した第２の開口部に前記モータを固定する第２の筐体部とによってカメラハウジングを形成するとともに、
前記第１の筐体部の前記第１の開口部を覆う第１の遮光部材を具えたことを特徴とする。

このように本発明のカメラモジュールは、モータの駆動によって光学レンズ系を所定の方向に移動するカム部材を備え、このモータ、及びカム部材を光学レンズ系に近接して配置すると共に互いに隣接して配置し、光学レンズ系の光軸とカム部材の軸心とを互いに平行としたから、光学レンズ系、モータ、及びカム部材の組み込みが容易となり、しかもカメラモジュール自体を小型化できるという効果がある。

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。

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カム体を示す斜視図、図８は図７に示す光学レンズ系及びカム体を第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。

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ハウジング（以下単にハウジングと呼ぶ）、１２は光学レンズ系、１３はレンズ駆動機構、１１ａはハウジング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でハウジング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はハウジング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。

図２において、２１は第１の筐体部で、この第１の筐体部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の筐体部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。

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の筐体部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、後述するカム体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の筐体部２１と後記する第２の筐体部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。

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２のギア２９ｂと第３のギア２９ｃが噛み合い、第３のギア２９ｃと第１のギア２９ａが噛み合い、第１のギア２９ａと第４のギア２９ｄが噛み合って駆動力が伝達され、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の筐体部２１と第２の筐体部４１を接着するための接着部である。

図７、図８、図９において、３０は第１の筐体部２１に組み込まれるレンズ駆動機構１３を構成するカム体で、このカム体（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の筐体部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カム体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はカム体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はカム体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の筐体部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。

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が備えられてカム体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の筐体部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の筐体部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の筐体部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の筐体部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、レンズ枠体３３及び３４の光軸と垂直な面における第２の筐体部４１の奥行き方向長さは、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の筐体部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。

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。

本実施形態のカメラモジュールは、カメラ筐体１１を、例えばフッ素入り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とで構成し、図８に示したように、この第１のハウジング２１の一方向を開口とし、この開口側から光学系１２のレンズ体３１、３２、レンズ枠体３３、３４のガイド軸（第１、第２のシャフト２６ａ、２６ｂ）、ギア２９ａ〜２９ｄの軸（第３、第４のシャフト２６ｃ、２６ｄ）、カム体３０などのレンズ移動機構を組み込み、モータ３８を固定した第２のハウジング４１を固定するようにしたものである。

そしてこの図８から明らかなように、モータ３８、及びカム３０は光学系１２のレンズ体３１、３２、レンズ枠体３３、３４に近接して配置されると共に互いに隣接して配置されており、光学系１２の光軸とカム３０の軸心とを互いに平行となるようにしたから、光学レンズ系１２、モータ３８、及びカム３０の組み込みが容易となり、しかもカメラモジュール自体を小型化できるわけである。

図１に示した実施形態になるカメラモジュールは、例えば、フッ素を含有するポリカーボネイトで成形され、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の筐体部２１と、図１２に示したモータ３８を保持する第２の筐体部４１とを組み合わせたカメラハウジング（以下単にハウジングと呼ぶ）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。

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。

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。

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の筐体部２１を有し、この第１の筐体部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。

また、第１の筐体部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の筐体部２１のベース部を下側にして組立てる際、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。

また、第１の筐体部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。

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の筐体部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、後述するカム体が取り付けられるカム載置部２７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。

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を構成するカム体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、カム体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、カム体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。

カム体（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、カム体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、カム体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、カム体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、カム体３０及び光学レンズ系１２を第１の筐体部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、レンズ枠体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、カム体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カム体３０の原点位置を検出できるようになっている。

そして図８に示したように、光学レンズ系１２及びカム体３０を第１の筐体部２１に組み込む際には、まず、第１の筐体部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の筐体部２１の上側から、カム載置部２７（図４）にカム体３０の挿入端３０ｅを挿入して、カム載置部２７にカム体３０を搭載し、カム体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の筐体部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がカム体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、カム体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。

そしてレンズホルダ３４は、図９、図１０に示したように、第１の筐体部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。

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の筐体部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カム体３０の円筒部３０ａに付された基準線を検出し、カム体３０の原点を検出できるようになっている。

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にカム体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。

そしてこの駆動用モータ３８は、本発明においては、図１２に示したようにモータベース部として用いられるハウジング１１を構成する第２の筐体部（モータ保持部材）４１に取り付けられる。この第２の筐体部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の筐体部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、レンズ枠体３３及び３４の光軸と垂直な面における第２の筐体部４１の奥行き方向長さは、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カム体３０に隣接して設けられることになる。

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の筐体部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。

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。

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。

そして、駆動用モータ３８が固定された第２の筐体部４１における壁部４４と第１の筐体部２１における壁部４５とを合わせ、第２の筐体部４１における一側壁４１ｃを第１の筐体部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の筐体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の筐体部２１及び４１は図１４に示したように合体して固定される。

このようにして第１の筐体部２１、及び第２の筐体部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の接着はハウジング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をハウジング１１に接着剤で接着して固定する。

そして第１の筐体部２１、及び第２の筐体部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の筐体部２１と第２の筐体部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。

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を介して回転がカム体３０に伝えられ、カム体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。そしてカム体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。

以上、種々述べてきたように本発明によれば、モータの駆動によって光学レンズ系を所定の方向に移動するカム部材を備え、このモータ、及びカム部材を光学レンズ系に近接して配置すると共に互いに隣接して配置し、光学レンズ系の光軸とカム部材の軸心とを互いに平行としたから、光学レンズ系、モータ、及びカム部材の組み込みが容易となり、しかもカメラモジュール自体を小型化できるという効果がある。

また、本発明によるカメラモジュールは、第２の開口部の外縁に設けられた接着部材を有しているので、接着部材によってモータが第２の筐体部に固定される結果、モータがカメラハウジングを構成する第２の筐体部内に収納されて、カメラモジュール自体を小型化でき、しかもモータの固定が極めて簡単であるという効果がある。

さらに本発明では、第２の開口部の幅をモータの直径よりも小さくして、モータの外周面と当接する第２の開口部の外縁をモータの外周面と同一形状に形成するようにしたので、接着剤を用いてモータを簡単に第２の開口部の外縁に固定できるという効果がある。

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。

そして、第１のハウジング２１にカム体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。

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。

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。

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。

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。

モータの駆動によって光学レンズ系を所定の方向に移動するカム部材を備えて、モータ及びカム部材を光学レンズ系に近接して配置するとともに、互いに隣接して配置し、光学レンズ系の光軸とカム部材の軸心とを互いに平行としたから、光学レンズ系、モータ、及びカム部材の組み込みが容易となり、しかもカメラモジュール自体を小型化でき、携帯端末ばかりでなく、デジタルカメラ等にも適用することができるカメラモジュールを提供することができる。

実施形態になるカメラモジュールの一例を示す斜視図である。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である。図２に示す第１のハウジングの平面図である。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である。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である。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である。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カム体を示す斜視図である。図７に示す光学レンズ系及びカム体を第１の筐体に組み込んだ状態を示す斜視図である。レンズホルダの上面図（Ａ）と下面図（Ｂ）である。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である。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である。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である。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である。ＣＣＤの取り付けを説明するための斜視図である。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。

符号の説明

２１第１の筐体部
２１ａ第１の側壁部
２１ｂ第２の側壁部
４６ネジ孔
２９ａ第１のギア
２９ｂ第２のギア
２９ｃ第３のギア
２９ｄ第４のギア
４７接着部
３０カム体
３０ａ円筒部
３０ｂ螺旋状体
３１第１のレンズ体
３２第２のレンズ体
３３、３４レンズ枠体（レンズ保持部）
３３ａ、３３ｂ支持腕部
３３ｃカム当接体
３４ａ、３４ｂ支持腕部
３４ｃカム当接体

Claims

光学レンズ系と、該光学レンズ系を所定の方向に移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するモータとを有するカメラモジュールにおいて、
前記モータの駆動によって前記光学レンズ系を前記所定の方向に移動するカム部材の軸心が前記光学レンズ系の光軸と平行になるように、筐体ベース側に設けたカム載置部と、前記モータが前記カム部材取付位置より前記光学レンズ系に近接して配置されるように、筐体側壁に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成したモータ固定部を有する筐体を備えたことを特徴とするカメラモジュール。
前記筐体内に収納され、光学レンズ系を保持するレンズホルダの外周面に設けた前記カム当接体と光学レンズ系をガイドする一対の支持腕部を有し、カム当接体と隣接する側に位置する一の支持腕部を孔部でカム当接体と遠ざかる位置にある他の支持腕部をＵ字開口で形成したことを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
光学レンズ系と、該光学レンズ系を所定の方向に移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するモータとを有するカメラモジュールにおいて、
前記光学レンズ系をガイド軸に挿入する際に用いられ、前記所定の方向に延びる第１の開口部が形成されて該光学レンズ系が収納される第１の筐体部と、側壁面に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成した第２の開口部に前記モータを固定する第２の筐体部とによってカメラハウジングを形成するとともに、
前記第１の筐体部の前記第１の開口部を覆う第１の遮光部材を具えたことを特徴とするカメラモジュール。
前記第２の筐体部は、前記モータの外周面が前記第２の開口部に位置付けられた際、前記第２の筐体部と前記モータとを接着する接着部材とを有することを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
前記第２の筐体部は、前記第２の開口部に連続して形成された薄肉部を有し、
該薄肉部に第２の遮光部材が位置付けられて前記第２の開口部を閉塞するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
前記第１の筐体部に前記カム部材の外周面に対応した位置に第３の開口部が形成されており、
該第３の開口部を覆う第３の遮蔽部材を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のカメラモジュール。
前記カム部材は略円筒形状であり、
前記光学レンズ系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モータの直径とを加えた長さに略等しいことを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
前記第２の開口部の幅は前記モータの直径よりも小さく、
前記モータの外周面と当接する前記第２の開口部の外縁は前記モータの外周面と同一形状に形成されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載のカメラモジュール。
モータの駆動によって光学レンズ系を移動させ、焦点及び／または撮像倍率を調整するカム部材の軸心が前記光学レンズ系の光軸と平行になるように、筐体ベース側に設けたカム載置部と、前記モータが前記カム部材取付位置より前記光学レンズ系に近接して配置されるように筐体側壁に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成したモータ固定部を有する筐体を備えたカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ前記カメラモジュールの焦点及び／または撮像倍率を操作する操作部とを有することを特徴とする携帯端末。
前記カメラモジュールが、筐体内に収納され、光学レンズ系を保持するレンズホルダの外周面に設けた前記カム当接体と光学レンズ系をガイドする一対の支持腕部を有し、カム当接体と隣接する側に位置する一の支持腕部を孔部でカム当接体と遠ざかる位置にある他の支持腕部をＵ字開口で形成したカメラモジュールであることを特徴とする請求項９に記載の携帯端末。
モータの駆動によって光学レンズ系を焦点及び／または撮像倍率を調整する方向に移動するカム部材を備え、前記カム部材は、前記光学レンズ系の光軸と前記カム部材の軸心とが互いに平行になるように、前記光学レンズ系に隣接して配置されたカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ前記カメラモジュールの焦点及び／または撮像倍率を操作する操作部とを有する携帯端末において、
前記光学レンズ系をガイド軸に挿入する際に用いられ、前記所定の方向に延びる第１の開口部が形成されて該光学レンズ系が収納される第１の筐体部と、側壁面に設けた柱状切り欠きを光軸方向に延びるように形成した第２の開口部に前記モータを固定する第２の筐体部とによってカメラハウジングを形成するとともに、
前記第１の筐体部の前記第１の開口部を覆う第１の遮光部材を具えたことを特徴とする携帯端末。