JP2007232803A - Camera module and portable terminal equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関し、特に、小型軽量に構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。 The present invention relates to a camera module and a portable terminal including the camera module, and more particularly to a small and lightweight camera module and a portable terminal including the camera module.
最近の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、撮像素子(CCDやCMOS等)の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ(デジカメ)と同様な、高速、高精度なオートフォーカス(AF)機能や焦点距離の変化(ズーム)機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化が望まれている。 Camera modules used in portable terminals such as recent mobile phones are equipped with high-speed, high-precision autofocus (similar to normal electronic cameras (digital cameras)) as the image sensor (CCD, CMOS, etc.) increases. AF) function and focal length change (zoom) function are required, and further downsizing and weight reduction of the mobile terminal itself inevitably requires downsizing and weight reduction of the camera module.
このような小型化したカメラモジュールに関する先行技術としては、本件出願人の出願になる特許文献1がある。この特許文献1に示されたカメラモジュールは、被写体側に設けられた固定レンズ群と、光軸方向に移動可能とした焦点距離変化用とフォーカス用の2つのレンズ群と、この2つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のカムとで構成されている。そしてこのカムには、焦点距離変化用レンズ群を一定距離移動させて変倍した後、それ以上回転させてもレンズ群を光軸方向に移動させないようにしたフォーカス用領域が設けられ、フォーカス用のレンズ群は、そのフォーカス用領域で光軸方向に移動させることでピントを合わせられるようになっていて、テレとワイドの2種類の焦点距離切り替えとオートフォーカスとを可能としている。
As a prior art regarding such a miniaturized camera module, there is
しかしながら現在の一般的なデジタルカメラは、焦点距離を連続的に変化(ズーム)させるようにしているのが普通であり、携帯端末に搭載するカメラモジュールも、こういった焦点距離を連続的に変化(ズーム)させながらピントのあった画像が得られるようにすることが望まれている。そのためには焦点距離変化用のレンズ群の連続的な移動機構と、この焦点距離変化用レンズ群の移動とは独立し、焦点合わせ用のレンズ群を連続的に移動させて、どのような焦点距離においてもピントが合わせられるようにしたピント合わせ用の機構が必要となる。 However, the current general digital camera usually changes the focal length continuously (zoom), and the camera module mounted on the mobile terminal also changes the focal length continuously. It is desired to obtain a focused image while zooming. For that purpose, the continuous movement mechanism of the focal length changing lens group and the movement of the focal length changing lens group are independent of the focal length changing lens group. A focusing mechanism that can focus even at a distance is required.
このように焦点距離変化用のレンズ群の移動機構と、ピント合わせ用レンズ群の移動機構とを別々に設けたカメラとしては、例えば本件出願人の出願になる特許文献2に示されたようなものがある。この特許文献2に示されたカメラでは、被写体側の第1レンズ群と第2レンズ群とをカムによって光軸方向に移動させて焦点距離を連続的に変化させることができ、ピント合わせは、最も撮像素子側に近い第3レンズ群をリードスクリューで送って行なえるようになっている。従って、カムとリードスクリューを動かすため、それぞれに対応した別個のモータが撮像素子側に上下に重ねて設置されている。
As a camera in which the moving mechanism of the lens group for changing the focal length and the moving mechanism of the focusing lens group are separately provided as described above, for example, as shown in
また特許文献3には、それぞれのモータの配置状況やレンズの移動機構が詳細には示されていないが、ズーム用モータとオートフォーカス(AF)用モータとを備え、被写体までの距離を測定した結果を用いてそれぞれのモータに対応した制御回路が、最適な撮影範囲(画角)となるように自動ズーミングを行うようにしたカメラが示されている。
Although
しかしながら、特許文献1に示されたカメラモジュールは、前記したようにテレとワイドの2種類の焦点距離切り替えが行えるだけであり、連続的な焦点距離変化は実現できない。また特許文献2に示されたカメラは、いわゆるコンパクトデジカメと称される小型デジカメであって、携帯端末等に組み込める大きさではない。また、例えその機構をそのまま小型化したとしても、カムとリードスクリューという2つのレンズ枠移動機構と、それぞれのレンズ枠移動機構を駆動するモータがカメラの厚さ方向に重ねて設置されていて、光学系を小型化した場合、光学系光軸に直交する方向の幅が大きくなってしまう。
However, the camera module disclosed in
また特許文献3に示されたカメラは、単にズーム用モータとオートフォーカス(AF)用モータとを使うことが示されているだけで、小型化のためのモータ配置やレンズの移動機構の構成は示されていない。
In addition, the camera disclosed in
すなわち、携帯電話などの携帯端末に使うカメラモジュールは、要望される大きさが例えば10〜20mm立方程度であり、このようにカメラモジュールを小型化するためには、例えばレンズ群を光軸方向に移動させるカムやそのカムを駆動するモータ、そしてモータからの駆動力をカムに伝えるギアやレンズ群を収容したレンズ枠をガイドする軸、シャッタや絞りなどを、どのような大きさでどのように配置して構成するかが重要となる。また、ズーム機構を用いたカメラモジュールでは、レンズが現在どの位置にあるかを正確に判断する必要があると共に、それらを収容した制御回路などを搭載した場合は、ノイズに影響させずに正確な制御を行えるようにすることも重要となる。 That is, a camera module used for a mobile terminal such as a mobile phone has a desired size of about 10 to 20 mm cubic, for example. In order to reduce the size of the camera module in this way, for example, a lens group is arranged in the optical axis direction. The size and size of the cam to be moved, the motor that drives the cam, the gear that transmits the driving force from the motor to the cam, the shaft that guides the lens frame that houses the lens group, the shutter, and the aperture It is important to arrange and configure. In addition, in a camera module using a zoom mechanism, it is necessary to accurately determine where the lens is currently located, and when a control circuit that accommodates the lens is installed, it is accurate without affecting noise. It is also important to be able to control.
そのため本発明においては、連続的なズーミングを可能としたズーム機能とオートフォーカス(AF)機能を有し、小型で軽量に構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a camera module that has a zoom function and an autofocus (AF) function that enable continuous zooming, is configured to be small and lightweight, and a portable terminal including the camera module. It is.
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、
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源とを具えたカメラモジュールにおいて、
前記駆動源が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第1のモータと前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第2のモータとよりなり、該2つのモータを、駆動軸が互いに前記カメラモジュールの光軸方向外端側に向くようレンズ光軸と平行に直列配置させ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 comprising a driving source that moves an optical lens group for autofocus and an optical lens group for zoom in the optical axis direction via independent cam bodies,
The drive source includes a first motor for driving the autofocus optical lens group and a second motor for driving the zoom optical lens group, and the two motors are connected to each other with the drive shafts in the camera module. It is characterized by being arranged in series in parallel with the lens optical axis so as to face the outer end side in the optical axis direction.
このように、ズームとオートフォーカスのそれぞれに対応した2つのカム体を駆動するモータを、レンズ光軸と平行に直列配置することで、2つのモータが占める投影面積は単一のモータのみを配した場合と同じになり、幅方向が小さなカメラモジュールとすることができる。また、それぞれのモータの駆動軸が、互いにカメラモジュールの光軸方向外端側に向くように配置することで、ギアなどの駆動力伝達機構の組立が容易となり、中間部分には駆動力伝達機構が来ないようにできるから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きくなったカメラモジュールとすることができる。 In this way, by arranging the motors that drive the two cam bodies corresponding to zoom and autofocus in series in parallel with the lens optical axis, the projection area occupied by the two motors is only a single motor. It becomes the same as the case where it did, and it can be set as a camera module with a small width direction. In addition, by arranging the drive shafts of the respective motors so as to face each other on the outer end side in the optical axis direction of the camera module, it becomes easy to assemble a drive force transmission mechanism such as a gear, and the drive force transmission mechanism is provided at the intermediate portion. Therefore, the camera module can be used for moving the lens, and the degree of freedom in lens design is increased.
そして、前記カメラモジュールにおけるハウジング体の、光軸と直交する第1の端面側とその反対側に位置する第2の端面側に、前記第1のモータと第2のモータよりの駆動力を対応する夫々のカム体に伝達する変速歯車群が配置されていることで、カメラモジュールにおける駆動力伝達機構が配列しやすく、また配列がシンプルになって組立が容易になる。 Then, the driving force from the first motor and the second motor corresponds to the first end surface side orthogonal to the optical axis and the second end surface side located on the opposite side of the housing body in the camera module. Since the transmission gear group for transmitting to each of the cam bodies is arranged, the driving force transmission mechanism in the camera module can be easily arranged, and the arrangement becomes simple and easy to assemble.
また、前記夫々独立したカム体は、回転軸部が同一軸線上に位置させて対応するモータよりの回転力を受けて夫々独立して駆動回転する複数の円筒状カム体であって、少なくとも前記ズーム用光学レンズ群を移動操作させる第1のカム体は、像入射面側に位置する第1の端面側の変速歯車群と連結されており、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動操作させる第2のカム体は、撮像素子側に位置する第2の端面側の変速歯車群と連結されていることで、第1と第2の端面の中間部分は駆動力伝達機構がないから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きくなったカメラモジュールとすることができる。 Further, each of the independent cam bodies is a plurality of cylindrical cam bodies whose rotational shaft portions are positioned on the same axis line and which are each independently driven and rotated by receiving a rotational force from a corresponding motor, The first cam body for moving the zoom optical lens group is connected to the first end face side transmission gear group located on the image incident surface side, and moves the autofocus optical lens group. Since the second cam body is connected to the transmission gear group on the second end face side located on the image pickup element side, the intermediate portion between the first and second end faces has no driving force transmission mechanism, so that part Can be used for moving the lens, and the camera module can have a greater degree of freedom in lens design.
さらに、駆動軸が同一軸線上に位置させた前記2つのモータは同一形状であって、その側面に設けた駆動端子部が、前記ハウジング体側壁面と対面させて平行に配置されていることで、モータの種類が減り、また、モータ収容部も同じに作ることが可能となってそれだけコストダウンすることができる。 Further, the two motors having the drive shafts positioned on the same axis line have the same shape, and the drive terminal portions provided on the side surfaces thereof are arranged in parallel so as to face the side wall surface of the housing body. The number of types of motors is reduced, and the motor housing can be made in the same manner, thereby reducing the cost.
そして、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動操作させる第2のカム体と変速歯車群とで構成される第2の伝達系を、前記ズーム用光学レンズ群を移動操作させる第1のカム体と変速歯車群とで構成される第1の伝達系より摩耗しにくい材料で構成し、例えば、前記ズーム用光学レンズ群を移動操作させる第1のカム体と変速歯車群とで構成される第1の伝達系を非結晶性の樹脂材料で形成し、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動操作させる第2のカム体変速歯車群とで構成される第2の伝達系を結晶性樹脂材料で構成することで、通常オートフォーカス用光学レンズ群はピントを調整するために常時動いていて摩耗が激しいが、それに対してズーム用レンズ群は、構図を決めるときなどの限られた時にしか駆動されないと共に精度が要求される。そのため、オートフォーカス用の伝達系には摩耗しにくい材料、すなわち結晶性の樹脂材料を用い、ズーム用の伝達系はオートフォーカス用の伝達系に対して摩耗性で劣るが精度で勝る材料、すなわち非結晶性の樹脂材料を使うことで、摩耗や精度に対する許容度の大きいカメラモジュールとすることができる。 A second transmission system including a second cam body for moving the autofocus optical lens group and a transmission gear group; a first cam body for moving the zoom optical lens group; The first transmission system is composed of a material that is less likely to wear than the first transmission system, and includes, for example, a first cam body that moves the zoom optical lens group and a transmission gear group. The second transmission system is formed of an amorphous resin material, and the second transmission system is composed of a crystalline resin material. The second transmission system includes a second cam body transmission gear group that moves the autofocus optical lens group. As a result, the auto-focus optical lens group is constantly moving to adjust the focus and wears heavily, whereas the zoom lens group is driven only in limited cases such as when composing a composition. Both Precision is required. Therefore, the autofocus transmission system uses a material that does not easily wear, that is, a crystalline resin material, and the zoom transmission system is inferior in wearability to the autofocus transmission system, but is superior in accuracy, that is, By using a non-crystalline resin material, a camera module having a high tolerance for wear and accuracy can be obtained.
また、上記カメラモジュールを備えた携帯端末は、
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とを夫々独立したカム体を介して光軸方向に移動させる駆動源とを具え、該駆動源が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第1のモータと前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第2のモータとよりなり、該2つのモータを、駆動軸が互いにモジュールの光軸方向外端側に向くようにレンズ光軸と平行に直列配置させ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前記レンズ駆動機構を操作する操作部とを有して構成することで、小型で軽量で、さらに連続的なズーミングとオートフォーカス(AF)機能を有した携帯端末を提供することが可能となる。
Moreover, the portable terminal provided with the camera module is
A drive source for moving the optical lens group for autofocus and the optical lens group for zoom in the optical axis direction via independent cam bodies, respectively, and the drive source drives the optical lens group for autofocus. 1 motor and a second motor for driving the zoom optical lens group. The two motors are connected in series in parallel with the lens optical axis so that the drive shafts face each other on the outer end side in the optical axis direction of the module. The arranged camera module,
A case body mounted with the camera module;
The case body is provided with an operation unit that operates the lens driving mechanism of the camera module, and is small and lightweight, and has a continuous zooming and autofocus (AF) function. A portable terminal can be provided.
本発明によれば、オートフォーカス(AF)機能やズーム機能を組み込んだ、小型で軽量に構成できるカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a small and lightweight camera module incorporating an autofocus (AF) function and a zoom function, and a portable terminal including the camera module.
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、実施形態のカメラモジュール1の外観斜視図で、(A)は外装カバー2を掛けた状態を、(B)は外装カバー2を外した状態の斜視図である。このカメラモジュール1は、図1(A)に示した外装カバー2を掛けた状態で、携帯電話などの携帯端末に組み込めるよう、例えば幅10〜12mm程度、高さ20〜24mm程度、長さ15〜20mm程度の大きさとし、連続的なズーミングとオートフォーカスを可能とするものである。図中、3は被写体側光学レンズ、4はCCD(Charge Coupled Device)等を用いた撮像素子と、ズームやオートフォーカス用のモータやシャッタなどの制御回路を搭載した撮像素子ユニット、5はカメラモジュール本体、52は内部に収容された光学系を遮光するためのカバー、6はメインフレキシブル基板でカメラモジュール1と、このカメラモジュール1を収容する図示していない携帯端末との信号やり取りや、カメラモジュール1への電力供給を行うためのものである。
1A and 1B are external perspective views of a
図2は、実施形態のカメラモジュール1を構成するレンズ群と、そのレンズ群を収容したレンズ保持枠を光軸方向へ移動させる機構とを示した構成図である。図中30は被写体側第1レンズ群で31はその第1レンズ群を収容する第1レンズ保持枠、32は第2レンズ群で33はその第2レンズ群を収容する第2レンズ保持枠、34はこの第2レンズ保持枠33に取り付けられて、第2レンズ保持枠33と一緒に移動するシャッタユニット、35はフォーカス用の第3レンズ群で36はその第3レンズ群を収容する第3レンズ保持枠である。実施形態になるカメラモジュール1は、これら第1レンズ群30、シャッタユニット34と一体となった第2レンズ群32が光軸方向に移動して焦点距離の連続的な変化、すなわちズーミングを行い、そのズーミングによって変化したピント位置を補正するため、第3レンズ群36が同時に移動してゆく。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a lens group constituting the
そのため、この図2におけるレンズ移動機構を説明する前に図3を用い、実施形態になるカメラモジュール1に用いられる光学系の概略を説明する。この図3において、(A)はレンズ群の各々を構成するレンズと撮像素子との関係を示した断面図、(B)は広角(Wide)の状態における各レンズ群の位置関係を示した図、(C)は同じく望遠(Tele)の状態における各レンズ群の位置関係を示した図である。
Therefore, before explaining the lens moving mechanism in FIG. 2, an outline of an optical system used in the
実施形態になるカメラモジュール1における光学系は、前記したように第1レンズ保持枠31に収容された被写体側第1レンズ群30、第2レンズ保持枠33に収容された第2レンズ群32、第3レンズ保持枠36に収容された第3レンズ群35とからなり、ズーム用カムにより、第1レンズ群30と第2レンズ群32とを光軸方向に移動させてズーミングを行うと共に、ズーミングによって変化したピント位置に対応させてオートフォーカス用カムにより、第3レンズ群35を移動させて焦点合わせを行ない、撮像素子ユニット基板41上に設けられた撮像素子40に画像を結像するようになっている。また、第2レンズ群32における第1レンズ群30側には、絞り341とシャッタ羽根342とを装備したシャッタユニット34が設けられている。
The optical system in the
そしてこの光学系は、例えば第1のレンズ群30を負のパワー(拡散光)を有する複数のプラスチックレンズ群で、第2のレンズ群32を正のパワー(集光)を有する複数のガラスレンズ群で、第3のレンズ群35を単体のプラスチックレンズで構成し、レンズの第一面から焦点までの長さを短縮できるようにすると共に、第1のレンズ群30と第3のレンズ群35に挟まれた第2のレンズ群32における光軸方向の移動範囲を、第1のレンズ群30や第3のレンズ群35の光軸方向の移動範囲より大きくなるように設計してある。
In this optical system, for example, the
そのため、図3(B)、(C)を見ればわかるとおり、この第2レンズ群32に入射する光束は、広角(Wide)、望遠(Tele)のどちらにおいても最も絞られた状態となる。また、第2レンズ群32は、3つのレンズ群のうち最も移動範囲が大きくなるが、その被写体側、及び撮像素子側の両方に或る程度の空間を確保できる。従って、絞り341やシャッタ342をこの第2レンズ群32と一体となるよう設置することで、絞り341やシャッタ342の最大開口を大きくすることなく設置することが可能となる。また、第1レンズ群30のさらに被写体側にこのシャッタユニット34を設ける場合に比較して、光学系の光軸方向高さをシャッタユニット34分だけ低くでき、それだけ、カメラモジュール1を小さく構成することが可能となると共に、シャッタ342や絞り341を開閉するための駆動力も小さなものですむことになる。
For this reason, as can be seen from FIGS. 3B and 3C, the light beam incident on the
また、第2レンズ群32を収納する第2レンズ保持枠33は、第2レンズ群32の被写体側が小径に構成され、シャッタユニット34は、逆に第2レンズ保持枠33側がこの小径に構成されて被写体側に凸となった第2レンズ群32側周壁と係合するよう、第2レンズ群32側に凹部とした外周壁が形成されている。そのため、シャッタユニット34は、この第2レンズ保持枠33に偏心しないように係合、固定できるようになっている。なお、シャッタユニット34は、複数の羽根をアクチュエータなどを用いて開閉させる構造のものであれば従来から用いられているものが使用でき、また、以上の説明では、第2レンズ保持枠33の被写体側に設けた場合を例に説明してきたが、第2レンズ保持枠33の撮像素子ユニット4側を同様に構成して設けても良いことは勿論である。
The second
そしてこれら第1レンズ群30、第2レンズ群32、第3レンズ群35は、図3(B)に示した広角(Wide)の状態では、第1レンズ群30と第3レンズ群35が被写体側に寄り、第2レンズ群32は撮像素子40側に寄っている。また、図3(C)に示した望遠(Tele)の状態では、第1レンズ群30が図3(B)に示した広角(Wide)の状態よりdで示したようにわずかに撮像素子40側に移動し、第3レンズ群35が第1レンズ群30の移動量に較べれば多少大きく撮像素子40側に移動して、第2レンズ群32が大きく被写体側に移動している。
The
以上が光学系の構成であるが、以下、再度図2を参照してレンズ群の移動機構を続けて説明する。第1レンズ群30、第2レンズ群32、第3レンズ群35をそれぞれ収容した第1レンズ保持枠31、第2レンズ保持枠33、第3レンズ保持枠36には、それぞれ第1レンズ保持枠軸受部311、後記図6の分解図に図示してこの図2には図示されていない第2レンズ保持枠軸受部331、第3レンズ保持枠軸受部361が設けられている。そして、第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361とは第1ガイド軸37に挿通され、第2レンズ保持枠軸受部331は第1ガイド軸37とは別軸とした第2ガイド軸38に挿通されると共に、それぞれのレンズ保持枠の軸受部とは略逆側に設けられた軸受部が第3ガイド軸39に挿通されてガイドされ、光軸方向へ移動できるようになっている。そして、これら第1レンズ保持枠軸受部311、第2レンズ保持枠軸受部331、第3レンズ保持枠軸受部361は、それぞれの光軸方向長さが略同一となるよう揃えられ、各レンズ保持枠のガイド軸に対する傾きが同量となるように配慮されている。
The above is the configuration of the optical system. Hereinafter, the lens group moving mechanism will be described with reference to FIG. 2 again. The first
また、それぞれのレンズ保持枠軸受部311、331、361には、第1レンズ保持枠カムフォロワ312、後記図6の分解図に図示してこの図2には示されてない第2レンズ保持枠カムフォロワ332、第3レンズ保持枠カムフォロワ362が設けられている。これらカムフォロワ312、332、362は、第1ガイド軸37と第2ガイド軸38に対面して設けられたズーム用カム72を構成する第1ズーム用カム721の第1レンズ群用カム面722、第2レンズ群用カム面723、第2ズーム用カム725の第2レンズ群用カム面726、オートフォーカス用カム75における第3レンズ群用カム面751にそれぞれ当接し、これらズーム用カム72、オートフォーカス用カム75の回転によって、レンズ保持枠軸受部311、331、361を光軸方向に移動させるようになっている。
Each lens holding
なお、第3ガイド軸39は、それぞれのレンズ保持枠軸受部311、331、361の回転止めの役目を持っていると共に、各レンズ保持枠が安定して光軸方向に移動できるよう、光軸に対し、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38の略逆側に設けられている。また、この第1ガイド軸37、第2ガイド軸38は、第3ガイド軸29は、それぞれ光学系光軸に平行とされていると共に、後記図7(C)に示したカメラモジュール1の被写体側から見た正面図からわかるように、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38は、ズーム用カム72、オートフォーカス用カム75のカム軸心に対して同心円上となる位置に所定角度離間させて配列され、第3ガイド軸39、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38の軸心が作る三角形が、略2等辺三角形となるような配置となっている。
The
再度図2に戻って、第1ガイド軸37に挿通された第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361には、その周囲に、端部が第1レンズ保持枠カムフォロワ312と第3レンズ保持枠カムフォロワ362とに掛けられたコイルスプリング79が巻回され、互いに引き合う方向に力が掛けられている。
Returning again to FIG. 2, the first lens holding
そして後記図5または図6で説明するように、ズーム用カム72は、第1ズーム用カム721と第2ズーム用カム725とで構成されて、第1ズーム用カム721の前記第2レンズ群用カム面723と、第2ズーム用カム725における第2レンズ群用カム面726とが略等価なカム面とされ、互いのカム面で図2には示されてない第2レンズ保持枠カムフォロワ332を挟むようになっている。そのため、第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361とが、スプリング79によって互いに引き合う方向に力が加えられていることにより、オートフォーカス用カム75が図示していない第2ズーム用カム725を第1ズーム用カム721方向に押し、第2レンズ群用カム面726と前記第2レンズ群用カム面723とで図示されてない第2レンズ保持枠カムフォロワ332をしっかりと挟んで保持し、3つのカムフォロワ312、332、362が、それぞれ対応するカム面にガタつくことなく当接するようになっている。
As will be described later with reference to FIG. 5 or FIG. 6, the
なお、このコイルスプリング79は、前記したように、第1レンズ群30と第3レンズ群35の相対的移動量が第2レンズ群32の移動量より小さいため、引っ張り力は大きく変化することがない。従って、第1レンズ保持枠カムフォロワ312と第3レンズ保持枠カムフォロワ362のカム面722と751への当接力は、焦点距離の変化やフォーカシングに伴う第1レンズ群30と第3レンズ群35の移動に際しても、大きく変化することがないため、ズーミングやフォーかシングは常時一定の駆動力で行うことが可能となる。
Note that, as described above, since the relative movement amount of the
またこの図2の例では、第1レンズ群30と第3レンズ群35を近寄せる方向にスプリング79を掛けているが、ズーム用カム72の第1レンズ群用カム面722とオートフォーカス用カム75の第3レンズ群用カム面751とを、第1レンズ保持枠カムフォロワ312と第3レンズ保持枠カムフォロワ362の当接方向が逆となるよう設けることで、第1レンズ群30と第3レンズ群35とを互いに離す方向のスプリングとしても良い。但しこの場合、この図2には図示されていない第2レンズ保持枠カムフォロワ332を、常時一定の力で対応するカム面へ当接させる力を別途加える必要がある。
In the example of FIG. 2, the
そしてこれらズーム用カム72、オートフォーカス用カム75は、後記するように、図示していないズーム用モータとオートフォーカス用モータから、ズーム用ギア群74、ズーム用ギア73、及びオートフォーカス用ギア群77、オートフォーカス用ギア76を介して駆動力が伝達され、回転できるようになっている。
As will be described later, the
このズーム用カム72とオートフォーカス用カム75の構造を、詳細に図示したのが図5であり、次に、この図5を用いてこれらズーム用カム72とオートフォーカス用カム75の構造を先に説明する。
FIG. 5 shows the structure of the
図5(A)は、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75の構成と、カムのホームポジションを検出するフォトリフレクタ60、61との関係を示した図、(B)と(C)は、前記した第1レンズ保持枠31と第3レンズ保持枠36とにかけられた弾性部材79により、第1レンズ保持枠31と第3レンズ保持枠36の中間に設けられた第2レンズ保持枠33のカムフォロワ332を挟み、ガタを無くすようにした構成の説明用断面図である。
FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the configuration of the
ズーム用カム72は、図5(A)に示したように、第1レンズ群用カム面722と第2レンズ群用カム面723とを有する第1ズーム用カム721と、この第2レンズ群用カム面723と略等価なカム面とされた第2レンズ群用カム面726を有する第2ズーム用カム725とで構成されている。そして図5(C)に示したように、この第2レンズ群用カム面723と726とで第2レンズ保持枠カムフォロワ332を挟んでいる。また、オートフォーカス用カム75は第3レンズ群用カム面751を有し、これらズーム用カム72とオートフォーカス用カム75は、図5(B)、(C)に78で示した、軸心が光軸と平行なカムシャフトに独立して回転自在に嵌合されている。なお、これらのカムのうち、ズーム用カム72は後記するように非結晶性の樹脂材料で形成され、オートフォーカス用カム75は結晶性の樹脂材料で形成されている。
As shown in FIG. 5A, the
また、前記したように、第1ガイド軸37に挿通された第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361とには、その周囲に、端部が第1レンズ保持枠カムフォロワ312と第3レンズ保持枠カムフォロワ362とに掛けられたコイルスプリング79が巻回されていて、互いに引き合う方向に力が掛けられている。そのため、第1レンズ保持枠カムフォロワ312が当接する第1レンズ群用カム面722と、第3レンズ保持枠カムフォロワ362が当接する第3レンズ群用カム面751とは、これらのカムフォロワによって図5(B)に矢印724、752で示したような力が加えられており、中間にある第2ズーム用カム725は、図5(C)に矢印727、753で示したように、両方のカムに押されてその第2レンズ群用カム面726と第2レンズ群用カム面723が、第2レンズ保持枠カムフォロワ332をしっかりと挟む形になっている。
Further, as described above, the first lens holding
一方、これらズーム用カム72とオートフォーカス用カム75とを挿通させたカムシャフト78は、図5(B)に示したように、一端が撮像素子側固定枠51(図5(B)で下側)に固定され、中間に設けられたフランジ形状部781の図上下側にオートフォーカス用カム75が、上側にズーム用カム72が挿通されている。そしてオートフォーカス用カム75は、挿通したカムシャフト78に巻回されたカムスプリング782により矢印752方向に押され、前記したコイルスプリング79による引っ張り力と一緒に、オートフォーカス用カム75をズーム用カム72方向に押圧するようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the
そしてカムシャフト78におけるフランジ形状部781の図上上側には、第2ズーム用カム725の中心部に設けられた軸受部729が回転自在に嵌挿され、さらにその軸受部729の周囲には、第1ズーム用カム721の軸受部が嵌挿固定されている。また、第1ズーム用カム721の図上上側でカムシャフト78の上側には、ズーム用ギア73がカムシャフト78に回転自在に嵌挿されると共に第1ズーム用カム721の上側に嵌挿されて固定され、さらにこのズーム用ギア73は、被写体側固定枠50に設けられた軸受部505内の玉軸受731によって、なめらかに回転できるようにされている。そのため、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75とは、ズーム用ギア73とオートフォーカス用ギア76に伝えられる駆動力により、それぞれスムーズに回転することができる。
A bearing
さらに、図5(C)に示した第2レンズ保持枠カムフォロワ332は、前記した矢印727、753方向の押圧力を受けると共に、第2ズーム用カム725に設けられた第2レンズ群用カム面726が斜面を形成し、第2レンズ保持枠カムフォロワ332が矢印333方向の押圧力を受けるようされていることで、第2レンズ保持枠33は前記図2に38で示した第2ガイド軸方向に押しつけられ、第2レンズ保持枠軸受部331と第2ガイド軸38とのガタを軽減するようになっている。
Further, the second lens holding
図4は、(A)が実施形態のカメラモジュール1のレンズ群とガイド軸を収容する被写体側固定枠50の斜視図、(B)が撮像素子と一部の制御回路などを収容した撮像素子ユニット4の斜視図、(C)はレンズ群を光軸方向に移動させるためのモータ70、71やカム72、75を含むレンズ駆動機構と撮像素子ユニット4とを組み合わせて示した斜視図である。
4A is a perspective view of a subject-side fixed
図4(A)に示したカメラモジュール1の被写体側固定枠50は、その被写体側に、第1レンズ群30を収容した第1レンズ保持枠31が光軸方向に移動できる直径とした開口部501を有し、さらに、前記図2に37で示した第1ガイド軸を挿入する軸受穴502、38で示した第2ガイド軸を挿入する軸受穴503、39で示した第3ガイド軸を挿入する軸受穴504が設けられている。また、モータ70、71やカム72、75を含むレンズ駆動機構は、図6の分解図に示し、この図4には図示されていない別体となる固定枠51に組み込まれ、被写体側固定枠50の開いた方の空間に組み込まれる。
The subject-side fixed
また図4(B)は、撮像素子と一部の制御回路などを収容した撮像素子ユニット4の斜視図であり、図示していない撮像素子40を搭載した撮像素子ユニット基板41上に、撮像素子と制御回路モジュール44とを区切るための撮像ユニットフレーム42が設けられ、さらに図示していない撮像素子40の上には、例えば赤外線カットフィルタ43が設けられて撮像素子ユニット4が構成され、被写体側固定枠50の下部に固定される。
FIG. 4B is a perspective view of the
図4(C)は、レンズ群を光軸方向に移動させるためのモータ70、71や、カム72、75を含むレンズ駆動機構と撮像素子ユニット4とを組み合わせて示した斜視図である。このズーム用カム72を回転させるズーム用モータ70、オートフォーカス用カム75を回転させるオートフォーカス用モータ71は、同一形状のモータを、互いにそれぞれの駆動軸がカメラモジュール1における光軸方向外端側に向くように、さらに、駆動軸が共通する軸線上に位置してレンズ光軸と平行となるよう直列配置させてある。そしてそれぞれのモータ70、71には、外部からの電源や回転指示信号を送る駆動端子701、711が設けられ、さらにそれら駆動端子701、711は、被写体側固定枠51側の側壁面と対面させて平行に配置されている。
FIG. 4C is a perspective view showing a combination of the lens drive mechanism including the
そのため、ズーム用モータ70とオートフォーカス用モータ71の2つのモータの光軸方向に投影した場合の面積が、単一のモータのみを配した場合と同じになり、幅方向が小さなカメラモジュールとすることができる。また、それぞれのモータの駆動軸が、互いにカメラモジュールの光軸方向外端側に向くように配置したことで、ギアなどの駆動力伝達機構は光軸方向両端に設けられることになるから組立が容易となり、さらに中間部分には、駆動力伝達機構を設けなくて済むから、その部分をレンズの移動に使うことができ、レンズ設計の自由度が大きなカメラモジュールとすることができる。
Therefore, the area when projected in the optical axis direction of the two motors of the
すなわち、これらズーム用モータ70とオートフォーカス用モータ71から、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75に駆動力を伝える変速歯車群は、例えばズーム用カム72に設けられたズーム用ギア73、そのズーム用ギア73に駆動力を伝えるズーム用ギア群74等が被写体側固定枠50の被写体側に設けられ、オートフォーカス用カム75に設けられたオートフォーカス用ギア76と、オートフォーカス用ギア群77が撮像素子4側に設けられている。
That is, a transmission gear group that transmits driving force from the
また、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75は、回転軸部が同一軸線上に位置して光軸に対して平行に設けられ、対応するモータ70、71からの駆動力を、ズーム用ギア群74、ズーム用ギア73、オートフォーカス用ギア群77、オートフォーカス用ギア76などの駆動力伝達系から受けて、夫々独立して回転できるようになっている。また、ズーム用カム72は、前記したようにズーミングに当たって第2レンズ群32を大きく移動させ、それに対してオートフォーカス用カム75が移動させる第3レンズ群35は、その光軸方向へ動く距離が短い。しかし、オートフォーカスは従来より高速が求められ、また、オートフォーカス用の第3レンズ群35は、カメラモジュール1の向きが変わって被写体までの距離が変化したり、ズーミングに伴ってピントがづれた場合にその都度合焦動作を行うから頻繁に動作する。
Further, the
そのため本実施形態のカメラモジュール1では、少なくともオートフォーカス用の第3レンズ群36を光軸方向に移動させる駆動系を、ズーム用の第1レンズ群30、第2レンズ群32を光軸方向に移動させる駆動系より摩耗しにくい材質で構成し、逆にズーム用の第1レンズ群30、第2レンズ群32を光軸方向に移動させる駆動系は、精度が要求されるから高精度に形成できる材質のもので構成するようにした。
Therefore, in the
これらの材料としては、例えばオートフォーカス用の第3レンズ群36を光軸方向に移動させる駆動系に結晶性樹脂材料を、ズーム用の第1レンズ群30、第2レンズ群32を光軸方向に移動させる駆動系を非結晶性の樹脂材料を用いて構成することで、オートフォーカス用の第3レンズ群36を光軸方向に移動させる駆動系は摩耗しにくく、ズーム用の第1レンズ群30、第2レンズ群32を光軸方向に移動させる駆動系は高精度に形成することができる。
As these materials, for example, a crystalline resin material is used for a drive system that moves the
そして具体的には、オートフォーカス用カム75とそのオートフォーカス用カム75に駆動力を伝えるオートフォーカス用ギア76を例えば一体に形成し、結晶性樹脂材料で形成するなどしても良い。この結晶性樹脂材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド(PA)、ナイロン(PA6、PA66、MXD)、ポリアセタール(POM)、ポリエステル(PBT、PET)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶性ポリエステル(LCP)等が上げられる。なお、オートフォーカス用ギア群77も、これら結晶性の材料で構成しても良く、逆に、オートフォーカス用カム75とオートフォーカス用ギア76を、一体に形成しなくても良いことは勿論である。
Specifically, the
一方、ズーム用カム72は非結晶性の樹脂材料を用い、その非結晶性の樹脂材料としては、例えばポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリスルホン(PSU)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)等を上げることができる。そしてズーム用ギア73をズーム用カム72を上記材料で一体に形成したり、ズーム用ギア群74も上記材料で構成するようにしても良い。また、非結晶性の樹脂材料に、さらに強化繊維を含有させることで、これら非結晶性の樹脂材料を耐久性のある駆動力伝達系とすることも可能である。
On the other hand, the
また、こういったカメラモジュール1は、電源をONしたとき、図示していない制御回路は、それぞれのレンズ群30、32、35がどのような状態にあるかがわからない。そのため、電源ONしたときにそれぞれのレンズ群30、32、35をホームポジションに戻し、ズーム状態やフォーカス状態をリセットして動作を開始するといったことが一般的に行われている。このホームポジションを検出するため、フォトリフレクタ60、61を用いているが、その設置位置は図5(A)に示されている。すなわち図5(A)に、60、61で示したのがフォトリフレクタであり、一方、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75には、それぞれのフォトリフレクタ60、61に対応してホームポジション被検出面728と755とが設けられている。
In addition, when such a
このフォトリフレクタ60、61は、後記するようにモータ70、71に電源や動作指示信号を送るモータ駆動用フレキシブル基板7に取り付けられ、さらにモータ70、71を固定する撮像素子側固定枠51に設けられた開口541、542(図6参照)に取り付けられる。それによってフォトリフレクタ60、61は、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75に対面して、ホームポジション被検出面728と755を検出できるようになっている。なお、後記するようにフレキシブル基板7は、撮像素子側固定枠51に固定されるモータ70、71のそれぞれに設けられた駆動端子701、711に接続して撮像素子側固定枠51に嵌合固定される。
As will be described later, the
そして、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75に設けたホームポジション被検出面728と755には、例えば反射テープを貼り付けたり、反射率の高い材料を印刷しても良い。また、反射率が異なる部分を形成したり、突起部を形成し、その突起部の反射率を異ならせるようにしても良く、例えば第1の反射部と第2の反射部とを設け、第1の反射部は第2の反射部よりもフォトリフレクタ側に突出する突状に形成したり、あるいは、第1の反射部よりも第2の反射部の光の反射率を低く設定するなどしても良い。さらに、第1の反射部のフォトリフレクタ側の表面に金属蒸着等による鏡面加工や色塗装(例えば、白色塗装等)を施したり、高い反射率の部材(例えば、白色または銀色のテープ)を貼付けたり、第2の反射部の表面を梨地処理することなどにより、第1の反射部の反射率を第2の反射部の反射率よりも高く設定するようにしても良い。
The home position detected
このようにすることにより、例えばカメラモジュール1の電源をONしたとき、ズーム用カム72とオートフォーカス用カム75を回転させ、フォトリフレクタ60、61がホームポジション被検出面728と755からの反射光でホームポジションであることを検出したら、ズーミングや焦点合わせ(フォーカシング)のホームポジションであると認識してモータ70、71の回転を停止させるようにする。
By doing so, for example, when the
以上が実施形態のカメラモジュール1の構成であるが、この実施形態のカメラモジュール1における光学レンズを除いた本体の部品構成を示したのが図6に示した分解図であり、図7はカバー52を外して内部機構を示した斜視図と被写体側正面図で、(A)はカバー52を被せて被写体側から見た斜視図、(B)は被写体側固定枠50を外した斜視図、(C)は被写体側正面図、(D)は撮像素子ユニット組み込み側から見た斜視図である。図中、以上説明してきたのと同じ構成部品には同一番号が付されている。
The above is the configuration of the
まず、図6の分解図であるが、前記したように実施形態のカメラモジュール1は、被写体側固定枠50、撮像素子側固定枠51により、第1レンズ保持枠31、第3レンズ保持枠36を光軸方向に移動させるための第1ガイド軸37、シャッタユニット34が一体化された第2レンズ保持枠33を光軸方向に移動させるために別軸とした第2ガイド軸38、これらレンズ枠31、36、33を回り止めしながらガイドする第3ガイド軸39や、ズーム用カム72(第1ズーム用カム721、第2ズーム用カム725)、オートフォーカス用カム75を挿通させたカムシャフト78等が支持されている。
First, as shown in the exploded view of FIG. 6, as described above, the
これら第1ガイド軸37、第2ガイド軸38、第3ガイド軸39は、それぞれレンズ群の光軸と平行に設けられ、第1レンズ保持枠31と第3レンズ保持枠36とは、それぞれに設けられた第1レンズ保持枠軸受部311、第3レンズ保持枠軸受部361が第1ガイド軸37に挿通され、一方、第2レンズ保持枠33に設けられた第2レンズ保持枠軸受部331が第2ガイド軸38に挿通されると共に、それぞれの一端に設けられた軸受に第3ガイド軸が共通に挿通されて、それぞれ光軸方向に移動できるようになっている。
The
また、第1ガイド軸37に挿通された第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361には、さらにスプリング79が巻回され、そのスプリング79の両端は、第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361のそれぞれに設けられた第1レンズ保持枠カムフォロワ312、第3レンズ保持枠カムフォロワ362に掛けられている。そのため、前記したように第1レンズ保持枠軸受部311と第3レンズ保持枠軸受部361とは、互いに引き合う方向の力が掛けられている。
Further, a
ズーム用カム72は、第1ズーム用カム721、第2ズーム用カム725とで構成され、第2ズーム用カム725は、その内部に第1ズーム用カム721を受ける軸受部729が設けられている。そして中心部に、フランジ形状部781が設けられているカムシャフト78が挿通され、また、そのフランジ形状部781に対してズーム用カム72とは逆側には、オートフォーカス用カム75が挿通されている。さらに、オートフォーカス用カム75の撮像ユニット4側には、オートフォーカス用ギア76が、カムスプリング782でオートフォーカス用カム75方向に押圧されながら設けられている。また、ズーム用カム72(721)の被写体側には、ズーム用ギア73が取り付けられてカムシャフト78が挿通され、さらに被写体側には、被写体側固定枠50の軸受部505(図5(B)参照)に玉軸受731が入れる軸受部505が設けられて、ズーム用ギア73がスムーズに回転できるようになっている。
The
電源や制御信号を入力するための駆動端子701、711を備えたズーム用モータ70とオートフォーカス用モータ71とは、同一形状をして、それぞれの駆動軸が光軸に平行に、かつ、光軸方向外側を向くよう直列に撮像素子側固定枠51に取り付けられる。そしてズーム用ギア群74、オートフォーカス用ギア群77が、撮像素子側固定枠51に植立されたそれぞれのギア軸623、624に挿入され、オートフォーカス用ギア群77は、さらにギアプレート625で抜け止めされる。
The
また、この撮像素子側固定枠51には、ズーム用カム72、オートフォーカス用カム75に設けられたホームポジション被検出面728、755を検出するための、フォトリフレクタ60、61を挿入して固定する開口541、542が設けられている。フォトリフレクタ60、61は、モータ駆動用フレキシブル基板7における621、622で示した位置の図上、裏側に取り付けられている。そして、モータ駆動用フレキシブル基板7にはズーム用モータ70とオートフォーカス用モータ71の駆動端子701、711に嵌め込む開口623が設けられ、モータ駆動用フレキシブル基板62のこの開口623を駆動端子701、711に嵌め込んだとき、撮像素子側固定枠51の開口541、542にフォトリフレクタ60、61が嵌め込まれて固定される。
In addition,
撮像素子ユニット4は、前記したように撮像素子40、制御回路モジュール44が実装された撮像素子ユニット基板41、赤外線カットフィルタ43、撮像ユニットフレーム42とで構成され、制御回路モジュール44は、メインフレキシブル基板6によって外部との信号のやり取りを行うようになっている。なお、この図6中、52、53は被写体側固定枠50の開口部を覆うカバーである。
As described above, the
図7はカバー52を外して内部機構を示した斜視図と被写体側正面図で、(A)はカバー52を被せて被写体側から見た斜視図、(B)は被写体側固定枠50を外した斜視図、(C)は被写体側正面図、(D)は撮像素子ユニット組み込み側から見た斜視図である。以上説明してきた図6の分解図に示した各部品は、図7(B)に示したように、各レンズ群30、32、35が各レンズ保持枠31、33、36に固定され、被写体側固定枠50に植立された第1ガイド軸37、第3ガイド軸39に第1レンズ保持枠軸受部311と第3ガイド軸側軸受部とが挿通された後、スプリング79が第1レンズ保持枠軸受部311に巻回される。次いで第2ガイド軸38、第3ガイド軸39に第2レンズ保持枠軸受部331と第3ガイド軸側軸受部とが挿通され、さらにその後、第3レンズ保持枠軸受部361が、既に第1レンズ保持枠軸受部311に巻回されているスプリング79が巻回されながら第1ガイド軸37に挿通され、第3ガイド軸側軸受部が第3ガイド軸39に挿通されて、全てのレンズ枠が各ガイド軸で光軸方向に移動できるようになる。
7A and 7B are a perspective view and a subject-side front view showing the internal mechanism with the
一方、ズーム用カム72、オートフォーカス用カム75は、カムシャフト78にまずズーム用ギア73が挿通された後、第1ズーム用カム721、第2ズーム用カム725が組み込まれ、フランジ形状部781の撮像素子ユニット4側にオートフォーカス用カム75、オートフォーカス用ギア76が組み込まれた後、カムスプリング782が組み込まれる。そして、モータ70、71やズーム用ギア群74、オートフォーカス用ギア群77が組み込まれた撮像素子側固定枠51に、これらズーム用カム72、オートフォーカス用カム75からなるカム群が嵌め込まれ、図7(A)あるいは(C)のように被写体側固定枠50に固定する際、カムシャフト78の被写体側に設けられた前記図5(B)に示した玉軸受731が、軸受部505に挿入されて固定される。
On the other hand, in the
また、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38は、図7(C)に示した正面図からわかるように、ズーム用カム72、オートフォーカス用カム75のカム軸心に対して同心円上となる位置に所定角度離間させて配列され、第3ガイド軸29、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38の軸心が作る三角形が、略2等辺三角形となるような配置となっている。また、フォトリフレクタ60、61は、この図7(A)、(B)、(D)に示したように、それぞれ、撮像素子側固定枠51のフォトリフレクタ用開口541、542に固定される。
Further, as can be seen from the front view shown in FIG. 7C, the
このように実施形態になるカメラモジュール1は、オートフォーカス用の第3レンズ群35、ズーム用の第1、第2レンズ群30、32とを、同軸、かつ、光軸と平行な軸線上で、夫々独立して回転自在に嵌合させたオートフォーカス用カム75、ズーム用カム72とを用いて光軸方向に移動させ、それぞれを駆動するオートフォーカス用モータ71、ズーム用モータ70も、駆動軸が光軸と平行な共通する軸線上に位置するように直列配列してある。さらに、レンズ群を光軸方向に移動自在に支持する第1、第2、第3ガイド軸37、38、39もカムやモータと同様、光軸と平行に配列されているから、オートフォーカス用カム75、ズーム用カム72とオートフォーカス用モータ71、ズーム用モータ70の光軸方向の投影面積は、それぞれ単一のカムとモータの場合と同様になって、それだけカメラモジュール1を、ひいては携帯端末そのものを小型化することができる。また、これら全てが光軸と平行に配列されていることにより、組み込み方向がすべて同じとなり、それぞれの部品を組み込む自由度が増してレイアウトも容易になる。
In this way, the
また、移動範囲の大きい第2レンズ群32をガイドする第2ガイド軸38は、第1レンズ群30、第3レンズ群35のガイド軸とは別軸としたから、他のレンズ群と干渉することなく動作させることができ、レンズ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となり、さらにガイド軸の軸受けも長く構成することが可能となるから、レンズ群の倒れ等を少なくできる。また、第2レンズ群32はシャッタユニット34と一体化されているが、その第2レンズ保持枠軸受部331の長さを第2レンズ群32とシャッタユニット34の厚さを合わせた厚さと同程度とすることで、最大長さの軸受けとすることができ、それだけレンズ保持部の倒れを少なくすることができる。
Further, the
このように、構成された各部品を図1(B)のように組み立て、最終的に図1(A)のように外装カバー2を掛けることで、実施形態のカメラモジュール1となるわけであるが、前記したようにこのカメラモジュール1の内部には、制御回路モジュール44やズーム用モータ70、オートフォーカス用モータ71、そしてシャッタユニット34には、絞り341とシャッタ342を駆動するためのアクチュエータなど、各種のノイズ源が存在し、また、外部からノイズが侵入すると、制御回路モジュール44が誤動作を起こす可能性がある。
In this way, each configured component is assembled as shown in FIG. 1B, and finally the
そのため実施形態のカメラモジュール1では、図8に示したように、被写体側固定枠50を覆う外装カバー2または被写体側固定枠50と、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38、第3ガイド軸39のうちのいずれか、または全てを、金属、若しくは炭素やステンレスを混入して電気伝導性を持たせた材料で構成し、例えば第3ガイド軸39の一端を、対応する外装カバー2に設けた接触部21に接触させ、かつ、他端を撮像素子ユニット4を構成する撮像素子ユニット基板41のアース面に、導通線22で接続するようにしたものである。
Therefore, in the
このようにすることにより、外装カバー2または電気伝導性を持たせた被写体側固定枠50と撮像素子ユニット基板41のアース面とが第3ガイド軸39で接続され、外部から侵入しようとしたノイズは外装カバー2または電気伝導性を持たせた被写体側固定枠50から撮像素子ユニット基板41のアース面に落ち、また、制御回路モジュール44やズーム用モータ70、オートフォーカス用モータ71、そしてシャッタユニット34などから発生したノイズも外に出ていったり、内部制御回路に影響を与えることが無くなるか少なくなる。なお、アース接続する軸は、前記した第3ガイド軸39だけに限らず、第1ガイド軸37、第2ガイド軸38を用いても良いことは自明である。
By doing so, the
このように構成した実施形態のカメラモジュール1は、図示していない電源がONされるとやはり図示していない制御回路によってズーム用モータ70、オートフォーカス用モータ71が駆動され、ズーム用カム72、オートフォーカス用カム75がホームポジション方向に回転して、それぞれのカムに設けられたホームポジション被検出面728、755がフォトリフレクタ60、61で検出される。するとズーム用モータ70、オートフォーカス用モータ71の駆動が停止され、撮像素子40によって検出された被写体までの距離に応じてオートフォーカス用モータ71が駆動されて、オートフォーカス用カム75によって第3レンズ群35が光軸方向に移動し、現在撮像している被写体にピントを合わせる位置で停止する。
In the
その位置でズーミングの指示が来た場合、図示していない制御回路はズーム用モータ70を駆動し、ズーム用カム72を駆動して第1レンズ群30、第2レンズ群32を指示されたズーム比となるよう光軸方向に移動させる。そして、オートフォーカス用モータ71が駆動され、変更された焦点距離によって移動したピント位置を補正するため、第3レンズ群35が光軸方向に移動して、変化した焦点距離に応じたピント位置で停止する。
When a zooming instruction is given at that position, a control circuit (not shown) drives the
その間、第2レンズ保持枠33は前記図3(B)、(C)で説明したように大きく移動するが、図2、図4に示したスプリング79による第1レンズ保持枠31と第3レンズ保持枠36を互いに近寄る方向へ引き合う力と、図5(B)、(C)に示したカムシャフト78に巻回されたカムスプリング781による弾性力で、第1ズーム用カム721、第2ズーム用カム725に挟まれた第2レンズ保持枠カムフォロワ332がガタつくことなく駆動され、正確なズーミングが可能となる。
In the meantime, the second
図9は、以上説明してきたカメラモジュール1を組み込んだ携帯端末の一例である。この図9に示した携帯端末は、一例として携帯電話機80の場合を示している。図中81は操作部(操作部材)、82はディスプレイ(表示部材)で、この図9はこれら操作部(操作部材)81、ディスプレイ(表示部材)82が見える状態(開状態)で示した平面図であり、図示の携帯電話機80は、操作部81が搭載された第1のケース部83とディスプレイ82が搭載された第2のケース部84とがヒンジ機構85によって連結され、第1及び第2のケース部83及び84は、ヒンジ機構85の回りに回動可能となっている。なお、第1及び第2のケース部83及び84はケース体を構成する。
FIG. 9 is an example of a portable terminal incorporating the
第2のケース84の外側には、図中破線二重丸で示す位置に、前述したカメラモジュール1におけるレンズ3を露出させる開口部が形成され、レンズ3が外側を向くようカメラモジュール1が組み込まれており、操作部81の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール1によって撮像が行われ、撮像された画像は、例えば、ディスプレイ82上に表示される。なお、図示はしないが、第1のケース部83にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、第2のケース部84の厚さ寸法は、略カメラモジュール1の高さに規制されている。
On the outer side of the
以上種々述べてきたように本実施形態によれば、オートフォーカス(AF)機能やズーム機能を組み込んだ、小型で軽量に構成できる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を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a small and lightweight camera module incorporating an autofocus (AF) function and a zoom function, and a portable terminal equipped with the camera module. .
本発明によれば、オートフォーカス(AF)機能や連続的なズーム機能を組み込んだカメラモジュールを、小型で軽量に構成することが可能となり、各種の小型携帯端末におけるカメラモジュールとして最適である。 According to the present invention, a camera module incorporating an autofocus (AF) function or a continuous zoom function can be configured to be small and lightweight, and is optimal as a camera module in various small portable terminals.
1 カメラモジュール
2 外装カバー
3 光学レンズ
4 撮像素子ユニット
5 カメラモジュール本体
6 メインフレキシブル基板
7 モータ駆動用フレキシブル基板
30 第1レンズ群
31 第1レンズ保持枠
311 第1レンズ保持枠軸受部
312 第1レンズ保持枠カムフォロワ
32 第2レンズ群
33 第2レンズ保持枠
331 第2レンズ保持枠軸受部
332 第2レンズ保持枠カムフォロワ
34 シャッタユニット
35 第3レンズ群
36 第3レンズ保持枠
361 第3レンズ保持枠軸受部
362 第3レンズ保持枠カムフォロワ
37 第1ガイド軸
38 第2ガイド軸
39 第3ガイド軸
70 ズーム用モータ
701 駆動端子
71 オートフォーカス用モータ
711 駆動端子
72 ズーム用カム
721 第1ズーム用カム
722 第1レンズ群用カム面
723 第2レンズ群用カム面
725 第2ズーム用カム
726 第2レンズ群用カム面
73 ズーム用ギア
74 ズーム用ギア群
75 オートフォーカス用カム
751 第3レンズ群用カム面
76 オートフォーカス用ギア
77 オートフォーカス用ギア群
78 カムシャフト
79 スプリング
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記駆動源が、前記オートフォーカス用光学レンズ群を駆動させる第1のモータと前記ズーム用光学レンズ群を駆動させる第2のモータとよりなり、該2つのモータを、駆動軸が互いに前記カメラモジュールの光軸方向外端側に向くようレンズ光軸と平行に直列配置させたことを特徴とするカメラモジュール。 In a camera module comprising a driving source that moves an optical lens group for autofocus and an optical lens group for zoom in the optical axis direction via independent cam bodies,
The drive source includes a first motor for driving the autofocus optical lens group and a second motor for driving the zoom optical lens group, and the two motors are connected to each other with the drive shafts in the camera module. A camera module characterized by being arranged in series in parallel with the lens optical axis so as to face the outer end side in the optical axis direction.
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前記レンズ駆動機構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。 A drive source for moving the optical lens group for autofocus and the optical lens group for zoom in the optical axis direction via independent cam bodies, respectively, and the drive source drives the optical lens group for autofocus. 1 motor and a second motor for driving the zoom optical lens group. The two motors are connected in series in parallel with the lens optical axis so that the drive shafts face each other on the outer end side in the optical axis direction of the module. The arranged camera module,
A case body mounted with the camera module;
A portable terminal comprising: an operation unit provided on the case body and operating the lens driving mechanism of the camera module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006051369A JP2007232803A (en) | 2006-02-27 | 2006-02-27 | Camera module and portable terminal equipped therewith |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007232803A true JP2007232803A (en) | 2007-09-13 |
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ID=38553491
Family Applications (1)
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-
2006
- 2006-02-27 JP JP2006051369A patent/JP2007232803A/en active Pending
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