JP2007232805A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】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複数の駆動源とを具え、夫々独立したカム体が、同軸で且つ光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在にとなるよう嵌合させ、駆動軸が共通する軸線上に位置するように複数の駆動源を直列配列するとともに、カム体の軸線と、光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、複数の駆動源の駆動軸とが光軸と平行にとなるよう配列してカメラモジュールを構成した。
【選択図】図２

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００５−２１５５３５号公報 特開２００４−３４１４６６号公報 特開平８−９４９１８号公報

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。

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。

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、ノイズに影響されずに正確な制御を行えるようにすることも重要となる。

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。

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複数の駆動源とを具えたカメラモジュールにおいて、
前記夫々独立したカム体が、同軸で且つ光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されており、且つ、駆動軸が共通する軸線上に位置するように前記複数の駆動源を直列配列するとともに、前記カム体の軸線と、前記光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、前記複数の駆動源の駆動軸とが光軸と平行に配列されていることを特徴とする。

また、このカメラモジュールを用いた携帯端末は、
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複数の駆動源とを具え、前記夫々独立したカム体が、同軸で且つ光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されており、且つ、駆動軸が共通する軸線上に位置するように前記複数の駆動源を直列配列するとともに、前記カム体の軸線と、前記光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、前記複数の駆動源の駆動軸とが光軸と平行に配列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。

このように、夫々独立したカム体の軸線と複数の駆動源の駆動軸、及び光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸とが全て光軸と平行に配列されていることで、２つのカム体と複数の駆動源の光軸方向の投影面積は、それぞれ単一のカムと駆動源の場合と同様になってそれだけカメラモジュールを、ひいては携帯端末を小型化できる。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が容易になる。

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する第１のカム体と前記ズーム用光学レンズ群を移動操作する第２のカム体とが、同軸で、且つ、光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されているとともに、前記複数の駆動源の駆動軸が互いにモジュールを構成するハウジング体の光軸方向外端側に向くように光軸と平行に直列配置され、前記ハウジング体外端側に夫々設けた伝達系を介して夫々のカム体が独立して回転駆動されることで、駆動力伝達機構の配列がシンプルになって配列しやすくなると共に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。

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、前記複数の駆動源から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。

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。

さらに、前記駆動軸が同一軸線上に位置させた前記複数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。

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、前記ズーム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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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６２６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６２６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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、あるいは、シャッタユニット３４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（シャッタユニット３４の場合は第２ガイド軸３８のみ）、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やシャッタユニット３４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。

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、あるいは、シャッタユニット３４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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

実施形態のカメラモジュールの外観斜視図で、（Ａ）は外装カバーを掛けた状態を、（Ｂ）は外装カバーを外した状態の斜視図である。 実施形態のカメラモジュール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。 （Ａ）は実施形態のカメラモジュールの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。 （Ａ）は実施形態のカメラモジュールのレンズ群とガイド軸を収容する被写体側固定枠の斜視図、（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やカム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。 実施形態のカメラモジュールにおける各レンズ群を移動させるズーム用カムとオートフォーカス用カムの構成を示した図で、（Ａ）はこれらカム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との関係を示した図、（Ｂ）と（Ｃ）は、被写体側レンズ群保持枠と撮像素子側レンズ群保持枠とにかけられた弾性部材により、被写体側レンズ保持枠と撮像素子側レンズ保持枠の中間に設けられたレンズ保持枠のカムフォロワを挟み、ガタを無くすようにした構成の説明用断面図である。 実施形態のカメラモジュール本体の部品構成を示す分解図である。 実施形態のカメラモジュールにおけるカバー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。 実施形態のカメラモジュールの外装カバーと撮像素子ユニットの基板とを、一のレンズ枠ガイド軸によってアースする機構を示した断面図である。 実施形態の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

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

Claims (8)

1. 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複数の駆動源とを具えたカメラモジュールにおいて、
   前記夫々独立したカム体が、同軸で且つ光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されており、且つ、駆動軸が共通する軸線上に位置するように前記複数の駆動源を直列配列するとともに、前記カム体の軸線と、前記光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、前記複数の駆動源の駆動軸とが光軸と平行に配列されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動操作する第１のカム体と前記ズーム用光学レンズ群を移動操作する第２のカム体とが、同軸で、且つ、光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されているとともに、前記複数の駆動源の駆動軸が互いにモジュールを構成するハウジング体の光軸方向外端側に向くように光軸と平行に直列配置され、前記ハウジング体外端側に夫々設けた伝達系を介して夫々のカム体が独立して回転駆動されることを特徴とする請求項１に記載したカメラモジュール。
3. 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、前記複数の駆動源から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を特徴とする請求項１または２に記載したカメラモジュール。
4. 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を特徴とする請求項３に記載したカメラモジュール。
5. 前記駆動軸が同一軸線上に位置させた前記複数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を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載したカメラモジュール。
6. 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、前記ズーム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の伝達系より摩耗しにくい材料で構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載したカメラモジュール。
7. 前記ズーム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の伝達系を結晶性樹脂材料で構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載したカメラモジュール。
8. 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複数の駆動源とを具え、前記夫々独立したカム体が、同軸で且つ光軸と平行な軸線上をそれぞれ独立して回転自在に嵌合されており、且つ、駆動軸が共通する軸線上に位置するように前記複数の駆動源を直列配列するとともに、前記カム体の軸線と、前記光学レンズ群を光軸方向に移動自在に支持するガイド軸と、前記複数の駆動源の駆動軸とが光軸と平行に配列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。

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