JP2006293060A - 機器の緩衝構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な方向からの衝撃を効果的に緩和でき、しかも、簡単な構造を有する緩衝構造を提供する。
【解決手段】 カメラモジュール１０の構成部材を収納するモジュール本体４の外側表面の略全体に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材５が設けられている。また、モジュール本体４は、外側表面の少なくとも一面に突起部１２を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、外部からの衝撃力を緩和し、当該衝撃から機器を保護する、機器の緩衝構造に関するものである。特に、本発明は、カメラモジュールの緩衝構造に適用することができる。

コンパクトカメラやデジタルカメラ等に搭載されるカメラモジュールは、数百万画素といった高い画素数に対応するためだけでなく、種々のレンズを設けて、広角や望遠の撮影を可能にするなどの目的のために高機能化されつつある。

一般に、カメラモジュールは、複数のレンズを有する光学系と、撮像素子を搭載した基板とを備えている。そして、上記カメラモジュールの周辺には、金属や樹脂等からなるケースが設けられている。

上記のように高機能化されたカメラモジュールは、外部からの衝撃により損傷しやすい。そのため、高機能化されたカメラモジュールは、外部からの衝撃に耐える構造となっていることが好ましい。例えば、カメラモジュールが落下した場合には、落下によって生じた衝撃力が、当該カメラモジュールに加わり、当該カメラモジュールが損傷する虞がある。特にデジタルカメラや、携帯電話機等の小型で可搬型のモバイル機器にカメラモジュールを搭載する場合には、落下に対する耐衝撃性への要求が高い。例えば、デジタルカメラや携帯電話機においては、通常、立った状態で使用されることから使用者の身長程度の高さ、つまり１ｍ以上から落下させたとしても損傷しにくいことが必要である。そのため、カメラモジュールの耐衝撃性を向上させるための様々な対策が採られている。

例えば、特許文献１に記載の発明においては、本体ケースとカメラユニットとの間に複数の緩衝部材を設けることにより、衝撃に対して損傷しにくいカメラモジュールを構築している。

また、特許文献２に記載の発明においては、カメラモジュールのうち、レンズを有する鏡筒ユニットに対して、弾性部材を部分的に設けた構成としている。

また、特許文献３に記載の発明においては、カメラモジュールのうち、地面に衝突する可能性の高い箇所に衝撃吸収用の弾性部材を設け、さらにカメラモジュールの角部に空間を設けることにより衝撃を吸収緩和する構成としている。
特開２００３−２５８９７１号公報（２００３年９月１２日公開） 特開２００３−１６７１８１号公報（２００３年６月１３日公開） 特開平１１−２０２３９３号公報（１９９９年７月３０日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、多くの問題が生じる。例えば、特許文献１に記載の構成は、カメラモジュールの周辺に複数の小さな緩衝部材を用いた構成であるため、上記緩衝部材の取り付けが煩雑となるという問題が生じる。しかも、外部からの衝撃の大きさや、上記緩衝部材の配置によっては、上記カメラモジュールが大きく変位する。その結果、上記カメラモジュールと、当該カメラモジュールの周辺のケースとが接触する可能性がある。それゆえ、上記カメラモジュールの損傷を十分に防止することができないという問題が生じる。

また、特許文献２に記載の構成は、レンズを有する鏡筒だけを外部からの衝撃に対して損傷しにくいようにする構成であるので、カメラモジュールの全体の損傷を十分に防止することができないという問題が生じる。

また、特許文献１および２に記載の構成は、主に、レンズを有する領域の周辺に、緩衝部材（弾性部材）を設けて、カメラモジュールを保護している。一般に、カメラモジュールにおいて破損しやすい箇所は、例えば、ユニットの内部のレンズや駆動機構であり、ユニット間の接続部分である。そのため、外部からの衝撃に対して、レンズを有する光学系を保護するだけではなく、カメラモジュールの構造強度の弱いと考えられる箇所も保護する必要がある。しかし、特許文献１および２に記載の構成では、カメラモジュールの構造強度の弱いと考えられる箇所においては、外部からの衝撃に対して十分な保護がなされていない。この場合、例えば、上記光学系と撮像素子の搭載された基板とが剥離したり、上記光学系の光軸に対して上記基板がずれてしまったりすれば、上記カメラモジュールの性能が劣化してしまうという問題が生じる。

さらに、特許文献３に記載の構成は、カメラモジュールの特定の箇所（角部）においてのみ弾性変形とエアクッション効果により衝撃を吸収する構成であるため、カメラモジュールの平面部分において衝撃吸収効果を得ることができないという問題がある。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、落下等による衝撃が様々な方向から機器に加わっても、当該衝撃を効果的に分散し、緩和することにより、当該機器が損傷する可能性を効果的に低減することができる緩衝構造を提供することにある。

本発明に係る機器の緩衝構造は、上記の課題を解決するために、上記機器の構成要素を収納する筐体の外側表面に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材を設けた機器の緩衝構造であって、上記筐体は、上記外側表面の或る面に突起部を有しており、上記緩衝部材は、上記筐体の外側表面の略全体に設けられ、かつ上記突起部を覆っていることを特徴としている。

上記の構成では、緩衝部材が、上記筐体の略全体に設けられている。上記機器に衝撃が加わった場合に、まず、当該衝撃は、当該衝撃が加わった筐体の面の外側表面に配された緩衝部材によって、その一部が緩和される。そして、上記衝撃のすべてが緩和されなかった場合には、当該衝撃は、上記筐体に伝わり、上記筐体は上記衝撃が加わった方向に変位しようとする。その結果、上記衝撃が加わった筐体の面に略垂直な面と当該略垂直な面の外側表面に設けられた緩衝部材との間に摩擦力が生じる。そして、当該摩擦力が上記衝撃を緩和する。すなわち、上記の構成により、外部からの衝撃を、当該衝撃が加わった面以外の面に分散させ、緩和させることができ、それによって、上記機器の耐衝撃性を向上させることができる。

さらに、上記の構成では、上記筐体は、その外側表面の或る面に突起部を有している。当該突起部が形成されることにより、上記外側表面が緩衝部材に接触する面積が増え、それに伴い上記摩擦力が増大する。また、衝撃が加わった際に、突起部が緩衝部材と接触することによって、突起部の変位方向と反対方向の抗力が生じる。上記２種類の力が生じる結果、上記衝撃をさらに緩和することができる。換言すれば、突起部が設けられている面に垂直な面に加わった衝撃力は、当該突起部により分散され、緩和される。それゆえ、上記機器の耐衝撃性を向上させることができる。

また、上記筐体の外側表面に上記突起部を設けるという簡単な構造により、効果的に上記機器の耐衝撃性を向上させることができるため、煩雑な組立工程を伴わない、簡単な組立工程により上記緩衝構造を構築することができる。

なお、突起部は、少なくとも１つあればよいが、複数設けることが好ましい。突起部が複数ある場合には、突起部が１つ設けられている場合と比較して、当該突起部と上記緩衝部材とが接触することによって生じる摩擦力および抗力は増大するため、衝撃緩衝効果が高まる。

本発明に係る機器の緩衝構造は、上記の課題を解決するために、機器の構成要素を収納する筐体の外側表面に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材を設けた機器の緩衝構造であって、上記筐体は、上記外側表面の或る面に突起部を有しており、上記緩衝部材は、上記筐体の外側表面の略全体に設けられ、かつ上記突起部と嵌合される孔を有しており、上記筐体の外側表面から上記突起部の先端部までの距離は、上記緩衝部材の厚さよりも短いことを特徴としている。

上記の構成では、上記筐体は、その外側表面の或る面に突起部を有しており、当該突起部は、筐体の外側表面に配された緩衝部材が有する孔と嵌合している。突起部が孔と嵌合することにより、緩衝部材と突起部との位置合わせが容易になるため、組立工程を簡単にすることができる。また、上記孔は緩衝部材を打ち抜くことにより形成できるため、上記の構成を簡単に実現できる。

また、上記筐体に加わった衝撃は上記突起部および上記孔を介して効果的に当該緩衝部材に伝えられることにより上記機器の耐衝撃性を高めることができる。

また、上記筐体の外側表面から上記突起部の先端部までの距離は、上記緩衝部材の厚さよりも短いため、上記突起部が上記緩衝部材を突き抜けない構成になっている。そのため、衝撃により当該突起部が損傷する可能性および当該突起部を介して衝撃が上記筐体に直接伝わる可能性を低減することができる。

なお、上記孔は、貫通した孔である方が形成し易いが、貫通していない孔であってもよい。

また、上記突起部は、上記外側表面の各面に設けられていることが好ましい。

上記の構成では、突起部が突出している方向が増えることになり、上記外側表面のいずれの面に衝撃が加わった場合でも、当該衝撃をより効果的に緩和することができる。

また、上記緩衝部材は、上記筐体を囲む外側筐体との間に挟持されることによって、上記外側表面と上記突起部とに圧接していることが好ましい。

上記の構成では、緩衝部材が、上記筐体の外側表面と上記筐体を囲む外側筐体との間に狭持されることにより、上記外側表面および突起部に圧接する。これにより、上記緩衝部材と、上記外側表面および上記突起部とが接触することによって生じる摩擦力及び抗力が増加する。当該摩擦力及び抗力は、上記衝撃を緩和する働きをするものであるため、上記摩擦力及び抗力が増大することは、上記緩衝部材による衝撃緩衝効果を増大させることにつながる。したがって、上記の構成により、上記機器の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、上記緩衝部材は、上記突起部と嵌合される凹部を有していることが好ましい。

上記の構成では、緩衝部材が有する凹部に突起部が嵌合される。緩衝部材に凹部が形成されていることにより、緩衝部材と突起部との位置合わせが容易になり、組立工程を簡単にすることができる。

また、上記筐体に加わった衝撃は上記突起部および凹部を介して効果的に当該緩衝部材に伝えられる。具体的には、緩衝部材と上記筐体の外側表面との間の摩擦力に加えて、凹部が突起部によって衝撃の方向に圧縮変形されることによって生じる抗力が発生し、当該抗力と上記摩擦力によって、上記衝撃が吸収緩和される。したがって、上記の構成により、上記機器の耐衝撃性を高めることができる。

また、上記突起部は、上記突起部が形成されている上記筐体の外側表面に含まれる方向に延在した翼部を有するものであることが好ましい。

上記の構成では、突起部が、上記筐体の外側表面に含まれる方向に延在した翼部を少なくとも１つ有している。そのため、突起部の表面積が増えることにより、突起部と緩衝部材との間の摩擦力が増大するとともに、衝撃が加わった方向と異なる方向に延びる翼部と緩衝部材との間に抗力が生じ、当該摩擦力および抗力により上記衝撃が緩和される。

また、上記翼部は、垂直な２方向に延在した４枚の翼部であることが好ましい。

上記の構成により、翼部が延在する方向が増えるため、様々な方向から衝撃が加わっても、当該衝撃を効果的に緩和することができる。

また、上記機器が光学機器である場合には、上記突起部は、上記筐体の外側表面のうち、少なくとも上記光学機器の光軸に対して略垂直な面の上に形成されていることが好ましい。

上記構成によれば、上記光学機器の光軸に対して垂直な面に突起部が形成されている。そのため、光軸方向に位置する光学機器の構成要素に加わる衝撃を緩和することができる。すなわち、光軸のずれを効果的に防止することができる。それゆえ、上記機器の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

なお、光学機器が被写体に向けられた状態で、撮影者が当該光学機器を落下させた場合には、当該光学機器の底面もしくは側面に衝撃が加わる可能性が高いため、上記衝撃が加わる可能性が高い底面および側面に垂直な面、すなわち、上記光学機器に入射する光の軸に対して垂直な面、に突起部が形成されている場合には、上記衝撃を効果的に分散し、緩和することができる。

また、上記機器が、複数の上記筐体が連結された連結筐体を含んでいる場合には、上記連結筐体の或る外側表面は、上記突起部を除いて、略平坦であることが好ましい。

上記の構成では、機器が有する複数の筐体が、その一側面において段差を形成することなく連結されている。そのため、上記機器に加わる衝撃が、或る筐体に集中的に加わることなく、各筐体に分散されて伝わる。分散された衝撃は、各筐体の表面に備えられた緩衝部材によって緩和される。したがって、他の筐体よりも突出した筐体が集中的に破損したり、当該突出した筐体と他の筐体との連結部が破損したりする可能性を低減することができるとともに、衝撃の分散により衝撃緩衝効果を高めることができる。

また、上記連結筐体の連結部に、上記筐体同士を接続する接着剤が塗布されるための凹部である連結凹部が形成されているが好ましい。

上記の構成では、上記連結筐体の連結部に連結凹部が形成され、当該凹部に接着剤を塗布することにより各筐体を連結する。そのため、当該接着剤が上記筐体の平面から突出することなく、上記筐体を接着剤により連結することができる。その結果、上記接着剤が上記筐体の外表面から突出することにより、当該接着剤に衝撃が集中的に加わる可能性を低減でき、当該接着剤が衝撃のために剥離することによって引き起こされる上記筐体の変位およびそれに伴う上記機器の機能の低下を防ぐことができる。

本発明に係る機器の緩衝構造は、以上のように、上記緩衝部材が、上記筐体の外側表面の略全体に設けられているとともに、上記筐体の外側表面の或る面に突起部が設けられていることにより、上記機器に加わった衝撃は、当該衝撃が加わった筐体の面だけでなく、上記衝撃が加わった筐体の面に略垂直な、突起部を有する面にも、当該突起部を介して伝わる。それゆえ、上記衝撃を効果的に分散し、緩和することができるという効果を奏する。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施の形態では、カメラモジュールにおける緩衝構造を一例として挙げているが、本発明はカメラモジュール以外の機器にも適用可能である。

まず、図１〜３を参照しつつ、本実施の形態のカメラモジュール１０（機器）の構成について説明する。

図１は、カメラモジュール１０の構成を示す図である。同図（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す、カメラモジュール１０の断面図である。同図（ｂ）は、カメラモジュール１０の断面平面図である。

図２は、本実施の形態にかかるモジュール本体４（連結筐体）の構造を示す図である。同図（ａ）は、本実施の形態のモジュール本体４の平面図である。同図（ｂ）は、突起部１２の形状を示す平面図である。

図３は、本実施の形態のカメラモジュール１０の側面図である。

図１に示すように、本実施の形態にかかるカメラモジュール１０は、モジュール本体４と、当該モジュール本体４を覆う緩衝部材５とを備えている。さらに、カメラモジュール１０は、図３に示すように、本体ケース２０の内側に固定されている。

緩衝部材５は、カメラモジュール１０に加わった衝撃を吸収するための部材であり、モジュール本体４の外側表面に配されるものである。緩衝部材５は、モジュール本体４の外周形状に合った形状を有しており、光の入射する領域と、後述する撮像素子８に重なる領域とを除いて、モジュール本体４の外側表面を覆っている。そのため、様々な方向から加わる衝撃を吸収し、緩和することができる。

なお、緩衝部材５を上記外側表面にのみ設けており、上記光の入射する領域に緩衝部材５を設けていないのは、外部からの光の入射を妨げないためである。また、撮像素子８に重なる領域に緩衝部材５を設けていないのは、撮像素子８により生じる熱を、基板９を介して、確実に放熱する必要があるからであり、そのためには、一般に熱伝導率が低い緩衝部材５を設けない方が好ましいからである。

緩衝部材５は、例えば、粘弾性を有する材料からなるものである。緩衝部材５が有する粘弾性により、当該緩衝部材５は粘弾性変形することができ、その結果、外部からの衝撃を吸収し、緩和することができる。また、上記粘弾性により、衝撃を吸収した後は、元の形状に戻ることができる。また、上記粘弾性を利用すれば、緩衝部材５をモジュール本体４に容易に貼り付けることができる。上記粘弾性を有する材料としては、例えば、シリコーンを主原料とするゲル状材料（商品名 αＧＥＬ/ジェルテックス社製）を使用することができる。なお、緩衝部材５は、１枚からなるものでもよいし、複数の緩衝部材５が層を成しているものであってもよい。

モジュール本体４は、第１光学ユニット１、第２光学ユニット２、撮像ユニット３を、接着剤等によって連結することによって形成されている。より詳細には、第１光学ユニット１（ミラー６）、第２光学ユニット２（レンズ７）、および、撮像ユニット３（撮像素子８）は、光軸１１が一致するように順次、直列に連結されている。各ユニット１〜３の詳細については後述する。

また、モジュール本体４は、ＡＢＳ、ポリカーボネートまたは液晶ポリマー等の樹脂に対して、成型や切削等の加工を施すことにより形成される。このモジュール本体４の材料として使用する樹脂は、落下等の衝撃によって形状が変形しないように剛性を有する材料であることが好ましい。

なお、モジュール本体４は、緩衝部材５を介して、本体ケース２０の内側に設けられた取り付け部（図示せず）に固定されていてもよい。この場合に、上記取り付け部は、いずれの形状でも構わないが、例えば、モジュール本体４の外周形状に沿った形状であり、一方に突出した突起部を有し、当該突起部によって、モジュール本体４の側面を緩衝部材５と一体で引っ掛ける構成としておけば、モジュール本体４を本体ケース２０に簡単に固定することができる。

上記の場合には、緩衝部材５は、本体ケース２０とモジュール本体４との間において圧接された状態で保持されている。緩衝部材５が、モジュール本体４に圧接されることにより、緩衝部材５とモジュール本体４とが接触することによって生じる摩擦力は増加する。そして、当該摩擦力が増大することにより、カメラモジュール１０の耐衝撃性が向上する。この作用効果については、後述する。

本実施形態では、モジュール本体４の外側表面には、突起部１２が設けられている。突起部１２は、上記外側表面のうち、少なくとも一面に設けられていればよいが、上記外側表面の各面に設けられていることがより好ましい。上記各面に突起部１２が設けられていることにより、カメラモジュール１０の耐衝撃性が向上する。この作用効果については、後述する。

また、突起部１２は、図２（ｂ）に示すように、略十字の形状を有していることが好ましい。上記略十字の形状とは、当該突起部１２が形成されているモジュール本体４の外側表面に含まれる方向に延在する略板状の部材４枚（翼部１２ａ〜ｄ）の各一辺を、モジュール本体４の外側表面に対して略垂直な、或る軸を中心として、連結した形状であり、翼部１２ａ〜ｄが形成する角度が略直角である形状である。すなわち、突起部１２は、当該突起部１２が形成されているモジュール本体４の外側表面と平行な平面で切断された場合に、その切断面が略十字形である形状を有している。

上記の形状とすることにより、例えば短円筒状の突起部を設けるよりも、衝撃緩衝効果が高まる。この作用効果については、後述する。

第１光学ユニット１は、いわゆる、屈曲光学系であり、その内部に光軸１１を９０度変換するミラー６を有している。そのため、撮像素子８の向きに対して垂直な方向の撮影が可能となる。

第１光学ユニット１として屈曲光学系を用いる理由は、デジタルスチルカメラや携帯電話機に搭載されるカメラモジュールは高機能化に伴い光軸方向に大きくなることが問題であり、上記屈曲光学系を用いることで、光軸方向の厚みを薄くすることが可能となるからである。すなわち、ズーム機能を搭載するなどの高機能化と、カメラモジュールの小型化および薄型化とを同時に満たすために、第１光学ユニット１として屈曲光学系を採用する。

また、第２光学ユニット２は、その内部に複数枚のレンズ７を有している。複数枚のレンズ７は、それぞれレンズホルダー（図示せず）によって保持されている。第２光学ユニット２の付近には駆動機構としてステッピングモータ（図示せず）が設けられており、第２光学ユニット２の内部には、レンズ群を光軸方向に移動する移動機構（ガイド等）が設けられている。上記ステッピングモータおよび上記移動機構によって、上記レンズホルダーは光軸方向に移動される。この構成により、カメラモジュール１０に光学的なズーム機能（変倍機能）を持たせることができる。

また、上記レンズホルダーは、ＡＢＳ、ポリカーボネートまたは液晶ポリマー等の樹脂に対して、成型や切削等の加工を施すことによって形成されている。

撮像ユニット３は、撮像素子８を搭載した基板９と、この基板９の周縁部においてモジュール本体４に取り付けられている。基板９は、例えば、エポキシ基板や、放熱特性の良いセラミック基板等である。

次に、本実施の形態のカメラモジュール１０における衝撃緩衝の作用および効果について、図３および図４を参照しつつ説明する。

図４（ａ）は、本実施形態のカメラモジュール構造における衝撃緩衝作用について説明するための断面図である。図４（ｂ）は、本実施形態のカメラモジュール構造との比較のために、突起部を有さないカメラモジュール構造の衝撃緩衝作用について説明するための断面図である。

本実施の形態のカメラモジュール１０は、図３に示すように、モジュール本体４は、緩衝部材５を介して、本体ケース２０に固定される。緩衝部材５は、粘弾性または弾性を有するものであり、外部からの衝撃が加わった際には粘弾性（または弾性）変形する。そのため、落下等による外部からの衝撃を緩衝部材５によって吸収することができ、モジュール本体４が損傷する可能性を低減することができる。換言すれば、モジュール本体４に対して緩衝部材５を用いないで直接本体ケース２０に固定する場合や、モジュール本体４の一部のみに緩衝部材５を設けてモジュール本体４を本体ケース２０に固定する場合と比較して、カメラモジュール１０の耐衝撃性を向上させることができる。

さらに、緩衝部材５が、衝撃が加えられた面に対して略垂直な面の外側表面において配されている場合には、下記の作用により緩衝部材５によるさらなる衝撃緩衝効果が得られる。上記作用効果について、カメラモジュール１０が落下し、地面に衝突した場合を例に挙げて説明する。

図４（ａ）に示すように、カメラモジュール１０が矢印１５の向きに落下し、地面に衝突した場合には、当該カメラモジュール１０の底面に衝撃力が加わる。この場合に、カメラモジュール１０の底面に設けられた緩衝部材５ａによって上記衝撃力の一部が吸収される。

上記衝撃力が、緩衝部材５ａによって吸収しきれなかった場合には、当該衝撃力はモジュール本体４に伝わり、当該モジュール本体４が損傷する可能性がある。そこで、一般に緩衝効果を高めるために、緩衝部材５を厚くすることが考えられるが、緩衝部材５の厚みを増加させると、カメラモジュール１０の寸法が大きくなるという問題や、モジュール本体４と本体ケース２０との相対位置が、所定の位置から前後左右にずれる可能性が大きくなるという問題が生じる。

そこで、本実施の形態では、カメラモジュール１０が図４（ａ）の向きで落下した際、緩衝部材５ａだけでなく、側面の緩衝部材５についても衝撃力の緩和に寄与させる構造とすることにより、カメラモジュール１０の耐衝撃性を向上させている。この原理について以下に説明する。

上記衝撃力が加わった場合、当該衝撃が加えられた方向（矢印１５の方向）にモジュール本体４は変位しようとする。そして、当該衝撃が加えられた方向に対して略平行なモジュール本体４の外側表面と緩衝部材５との間において摩擦力１７が生じる。当該摩擦力１７が上記衝撃力を緩和することにより、モジュール本体４に加わる衝撃は緩和される。

また、本実施の形態のカメラモジュール１０は、緩衝部材５がモジュール本体４の外側表面に設けられているだけでなく、モジュール本体４を構成する各ユニットの各面に対して少なくとも1つの突起部１２が設けられている。この突起部１２は、衝撃吸収において重要な役割を果たしている。そこで、次に、突起部１２の役割について、図４（ａ）と（ｂ）とを見比べつつ説明する。

以下では、カメラモジュール１０が、落下し、地面に衝突した場合を例に挙げて、突起部１２の役割について説明する。図４（ａ）に示すように、カメラモジュール１０が、矢印１５が示す向きに落下し、地面に衝突した場合には、当該カメラモジュールの底面に衝撃力が生じる。この場合に、カメラモジュールの底面に設けられた緩衝部材５ａによって衝撃力の一部が吸収される。

上述したように、カメラモジュール１０が落下し、地面に衝突することにより生じた衝撃力が、底面に設けられた緩衝部材５によって吸収しきれなかった場合には、当該衝撃力はモジュール本体４に伝わる。このとき、図４（ｂ）に示すようにモジュール本体４に突起部１２が設けられていない場合には、上記衝撃力は、緩衝部材５とモジュール本体４の外側表面とが接触することによって生じる摩擦力１７によって、その一部が緩和される。一方、図４（ａ）に示すように、モジュール本体４の側面に突起部１２が設けられている場合には、上記摩擦力１７に加えて、突起部１２と緩衝部材５とが当接することによって生じる抗力（反発力）１８によって、上記衝撃の一部が緩和される。

より具体的に説明すると、図４（ａ）に示すモジュール本体４の側面に突起部を設けていないカメラモジュール１０（重量Ｍ）における衝撃（Ｍα）は、カメラモジュール１０の底面に配された緩衝部材５によって生じる抗力（反発力）１６による衝撃緩和効果（Ａ）と、モジュール本体４の外側表面と緩衝部材５とが接触することによって生じる摩擦力１７による衝撃緩和効果（Ｂ）とによって緩和される（Ｍα−（Ａ＋Ｂ））。

一方、図４（ｂ）に示すモジュール本体４の側面に突起部１２を設けたカメラモジュールにおいては、カメラモジュールの底面にある緩衝部材５によって生じる抗力（反発力）１６による衝撃緩和効果（Ａ）は、図４（ａ）の場合と略同じであるが、モジュール本体４の側面に配された緩衝部材５による衝撃緩和効果は増大する。すなわち、当該衝撃緩和効果は、摩擦力１７’による衝撃緩和効果（Ｂ）のみでなく、突起部１２と緩衝部材５とが当接することによって生じる抗力１８（Ｂ’）をさらに加えた値となる（Ｍα−（Ａ＋Ｂ＋Ｂ’））。したがって、突起部１２を設けることによって、モジュール本体４に加わる衝撃を分散し、緩和することができることから、従来のカメラモジュールに比べて耐衝撃性を向上させたカメラモジュール１０を実現することができる。

なお、抗力１８は厳密には、突起部１２の側面が緩衝部材５に接触することにより生じる抗力のみではなく、突起部１２の表面と緩衝部材５とが接触することによって生じる摩擦力も含めたものであるが、上記摩擦力の関与は小さいため当該摩擦力の説明は省略している。

次に、突起部１２を略十字形状とすることの利点について、図５を用いて説明する。

図５は、本実施形態の突起部による衝撃緩衝作用を説明するための平面図である。

突起部１２を、略十字の形状とした場合には、衝撃の方向に対して略垂直な翼部１２ａ〜ｄにより、当該衝撃力が緩和される。すなわち、図５（ａ）に示すように、衝撃１９に対しては、翼部１２ａ・１２ｃにおいて、それぞれ抗力２１ａ・２１ｃが生じ、衝撃１９’に対しては、翼部１２ｂ・１２ｄにおいて、抗力２１ｂ・２１ｄが生じる。その結果、緩衝部材５とモジュール本体４の外側表面との間に発生する摩擦力１７に加えて、翼部１２ａ〜ｄにおいて生じる抗力２１ａ〜ｄによっても衝撃を緩和することができ、カメラモジュール１０の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

なお、抗力２１ａと抗力２１ｃとを足した抗力および抗力２１ｂと抗力２１ｄとを足した抗力は、上記抗力１８と略等しい。すなわち、抗力１８は、抗力２１ａと抗力２１ｃ、または、抗力２１ｂと抗力２１ｄとに分解される。

突起部１２を略十字形状とすることにより、上記のように抗力が働く方向が増えるため、様々な方向から衝撃が加わっても、当該衝撃を効果的に緩和することができる。

次に、本実施の形態のカメラモジュール１０における各ユニットを形成する筐体の配置および上記筐体の連結部の保護方法について説明する。

カメラモジュール１０においては、各ユニットは図１（ａ）に示すように、各ユニットを形成する筐体のそれぞれの側面が同一平面上に位置するように連結されていることが好ましい。換言すれば、各筐体は互いに段差を形成することなく連結されていることが好ましい。モジュール本体４の一面が、突起部１２を除けば、平坦であることにより、カメラモジュール１０に加わる衝撃がひとつの筐体に集中的に加わる危険性を低減することができる。換言すれば、他の筐体よりも突出した筐体がある場合には、当該突出した筐体に集中的に衝撃が加わり、当該突出した筐体が破損する可能性が高くなる。このような可能性を低減するためには、各筐体を同一平面上に配置することが好ましい。

また、各筐体の表面には、それぞれ突起部１２が形成されているとともに、緩衝部材５が配されており、それぞれの筐体が衝撃吸収能力を備えている。各筐体の側面が同一平面上に位置するように連結されることにより、上記衝撃は各筐体に分散され、各筐体において分散された衝撃を緩和することができる。その結果、カメラモジュール１０の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態では、図１（ａ）に示される撮像ユニット３おける、筐体（モジュール本体４）と基板９との連結部を緩衝部材５にて覆うことにより、当該連結部を保護している。さらに、図３に示すように、モジュール本体４を、緩衝部材５を介して、本体ケース２０の内側に設けられた取り付け部（図示せず）に固定している。

従来の構成では、撮像ユニット３おける、筐体（モジュール本体４）と基板９との連結部は、緩衝部材にて覆われておらず、接着剤等によってのみ保護されている。そのため、上記連結部は破損しやすいものであった。本実施の形態では、上記の構成により外部からの衝撃を分散し、緩和することにより、上記の課題を解決している。

なお、以上の説明では、緩衝部材５は、粘弾性を有するものであるとしたが、弾性のみを有するものであってもよい。弾性を有する緩衝部材としては、天然ゴムや合成ゴムが挙げられる。しかし、耐衝撃性の観点からは粘弾性部材の方が好ましい。一般に、弾性部材は、バネによってモデル化され、粘弾性部材は、バネ及びダンパーによってモデル化される。したがって、粘弾性部材の方がダンパーによる効果の分だけ耐衝撃性に優れている。それゆえ、粘弾性部材を用いる方がより耐衝撃性に優れたカメラモジュール１０を実現できる。

さらに、図１では、モジュール本体４を形成する各ユニットの各面に対して突起部１２を１つずつしか設けていないが、突起部１２を複数個設けることにより、モジュール本体４の外側表面における緩衝部材５の衝撃緩和効果をさらに高めることができ、カメラモジュールの耐衝撃性を向上させることができる。

また、上記の説明では、突起部１２の形状を略十字の形状としているが、突起部１２の形状は略十字の形状に限らない。突起部１２は複数の翼部を有していることが好ましく、翼部の数は４枚より少なくても、４枚より多くてもよい。さらに、当該翼部が形成する角度も直角に限定されない。例えば、突起部１２は、当該突起部１２が形成されているモジュール本体４の外側表面と略平行な平面で切断された場合に、その切断面が略Ｌ字形、略ト字形、略Ｙ字形であってもよい。

〔実施の形態２〕
本発明の別の実施形態について図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、実施の形態１と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本実施の形態のカメラモジュールが備える各ユニットの連結部を示す断面図である。

本実施の形態２と前述した実施の形態１との違いは、カメラモジュール１０が備える各ユニットを形成する筐体の連結部の構造にある。具体的には、本実施の形態のカメラモジュール１０においては、上記筐体の連結部に連結凹部１３が形成されている。

連結凹部１３は、モジュール本体の外側表面、かつ、ユニット間の連結部を含む領域に形成されている。換言すれば、連結凹部１３は、連結されている２つのユニットにまたがって、当該ユニットの外側表面に形成されている。

複数のユニットを連結する方法のひとつとして、接着剤を連結部に塗布して硬化させる方法が挙げられる。本実施の形態のカメラモジュール１０においては、連結部に設けられた連結凹部１３に接着剤１４を塗布することにより、上記複数のユニットを連結している。

連結凹部１３の形状や大きさは、特に限定されないが、適量の接着剤１４を塗布できる大きさであることが好ましい。また、連結強度を考慮すれば、連結凹部１３は、上記連結部の大部分を含んでいることが好ましく、この場合には、連結凹部１３は溝部と称するにふさわしいものとなる。

連結凹部１３に接着剤１４を塗布することにより、接着剤１４がモジュール本体４の外側表面から突出することを防ぐことができるようになる。接着剤１４がモジュール本体４の外側表面から突出している場合には、突出した接着剤１４に衝撃が加わる可能性が増大する。接着剤１４に衝撃が加わり、接着剤１４が上記連結部から剥離した場合には、ユニット間の連結強度が低下し、各ユニットの相対位置がずれる可能性が高い。各ユニットの相対位置がずれた場合には、カメラの光軸がずれることになり、カメラモジュール１０の機能は低下する。そのため、接着剤１４にできるだけ衝撃が加わらない構造にすることが好ましい。したがって、連結凹部１３を連結部に設け、接着剤１４に衝撃が加わる可能性を小さくすることにより、カメラモジュール１０の耐衝撃性を向上させることができる。

〔実施の形態３〕
本発明の別の実施形態について図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、前述した実施の形態と同様の部材に関しては、同じ符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態の緩衝部材５の構造を示す断面図である。

本実施の形態３と前述した実施の形態との違いは、緩衝部材５が突起部１２と嵌合する凹部２２を有している点にある。

凹部２２は、緩衝部材５の表面のうち、モジュール本体４と接する面に形成されており、突起部１２と嵌合できる形状を有している。

凹部２２が形成されることにより、緩衝部材と突起部との位置合わせが容易になるため、組立工程を簡単にすることができる。

また、凹部２２が形成されることにより、カメラモジュール１０に加わった衝撃力をより効果的に緩和することができる。具体的に説明すると、上記衝撃力は、凹部２２が形成されていない場合には、突起部１２の表面と緩衝部材５の表面とが接触することによって生じる摩擦力と、変形した弾性部材５と突起部１２の側面とによる抗力とによって緩和されるが、凹部２２が形成されている場合には、凹部２２の側面と突起部１２との接触面積が増加することにより、上記抗力が増大する。したがって、凹部２２が形成されることにより、カメラモジュール１０の耐衝撃性は高まる。

なお、凹部２２は、突起部１２よりもわずかに小さい大きさを有していることが好ましい。すなわち、緩衝部材５と突起部１２との間には隙間を設けず、緩衝部材５と突起部１２とが圧接されていることが好ましい。

上記の構成により、凹部２２の側面および底面と突起部１２の表面とが接触することにより生じる摩擦力および抗力が高まり、カメラモジュール１０に加わった衝撃を緩和する効果が高まる。その結果、カメラのジュール１０の耐衝撃性を向上させることができる。

また、凹部２２は、緩衝部材５を貫通した形状であっても、貫通していない形状であってもよいが、緩衝部材５の厚みの略半分の深さを有するものであることが好ましい。
凹部２２の形状は、突起部１２の形状に基づいて決定されるため、凹部２２の形状を決定することは、突起部１２の形状を決定することと略等しい。したがって、凹部２２の深さを緩衝部材５の厚みの略半分のものとするということは、突起部１２の高さ（モジュール本体４の外側表面から突起部１２の上端面までの距離）を緩衝部材５の厚みの略半分にすることと略等しい。

突起部１２の高さを緩衝部材５の厚みと同程度とした場合、すなわち、突起部１２が緩衝部材５を略貫通している場合には、当該突起部１２を有する面に衝撃が加わったとき、当該衝撃が突起部１２に直接伝播されることとなり、当該衝撃がモジュール本体４に略直接伝わる可能性がある。一方、突起部１２の高さが、緩衝部材５の厚みの半分より低い場合には、上述した突起部１２による衝撃の分散・緩衝効果が十分に得られない。それゆえ、突起部１２の高さ、または、凹部２２の深さは、緩衝部材５の厚さの略半分であることが好ましい。

しかしながら、突起部１２の側面において生じる抗力により衝撃緩和効果を十分得ることができている場合には、凹部２２が緩衝部材５を貫通している構造、すなわち、凹部２２を貫通した孔にすることが望ましい。この構造にすれば、カメラモジュール１０の形状にあわせて緩衝部材５を製造する場合に、凹部２２を打ち抜きすることにより簡単に製造することができる。

以上のように、本実施の形態に係るカメラモジュール１０は、カメラモジュール１０の構成要素を収納するモジュール本体４の外側表面に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材５が設けられたものであって、モジュール本体４は、上記外側表面の各面に突起部を有しており、緩衝部材５は、モジュール本体４の外側表面の略全体に設けられ、かつ突起部１２を覆っている構成である。

上記の構成により、様々な方向から加わる衝撃を緩和することができるとともに、当該衝撃を効果的に分散させ、緩和することができる。その結果、カメラモジュール１０の耐衝撃性を向上させることができる。

また、モジュール本体４の外側表面に突起部１２が設けられているという簡単な構造により、効果的にカメラモジュール１０の耐衝撃性を向上させることができるため、カメラモジュール１０の衝撃緩衝構造を単純なものとすることができ、煩雑な組立工程を伴わない、簡単な工程によりカメラモジュール１０を構築することができる。

また、突起部１２は、上記外側表面の各面に設けられている構成が好ましい。

上記の構成により、上記外側表面のいずれの面に衝撃が加わった場合でも、当該衝撃を効果的に緩和することができる。

また、緩衝部材５は、カメラモジュール１０を囲む本体ケース２０との間に挟持されることによって、上記外側表面と突起部１２とに圧接している構成が好ましい。

上記の構成により、緩衝部材５による衝撃緩衝効果がさらに高まり、カメラモジュール１０の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、緩衝部材５は、突起部１２と嵌合される凹部２２を有している構成が好ましい。

上記の構成により、モジュール本体４のカメラモジュール１０における位置合わせが容易になり、組立工程を簡単にすることができる。また、緩衝部材５による衝撃緩衝効果をさらに高めることができる。

また、突起部１２は、当該突起部１２が形成されているモジュール本体４の外側表面に対して略垂直な複数の翼部を有するものである構成が好ましい。

上記の構成により、突起部１２が、モジュール本体４の外側表面に含まれる方向に延在した翼部１２ａ〜ｄを有している。それゆえ、緩衝部材５の衝撃緩衝効果をさらに高めることができる。

また、突起部１２は、モジュール本体４の外側表面のうち、少なくともカメラモジュール１０の光軸に対して略垂直な面の上に形成されている構成が好ましい。

上記構成により、光軸方向に位置するカメラモジュールの構成要素、例えば複数のレンズ７およびその駆動装置、を効果的に衝撃から保護することができ、衝撃により光軸がずれる可能性を低減することができるため、カメラモジュール１０の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、モジュール本体４の或る外側表面は、上記突起部を除いて、略平坦であることが好ましい。

上記の構成によれば、カメラモジュール１０に加わる衝撃が、或るユニットに集中的に加わることなく、各ユニットに分散されて伝わる可能性が高くなる。したがって、他のユニットよりも突出したユニットが集中的に破損したり、当該突出した筐体と他の筐体との連結部が破損したりする可能性を低減することができる。

また、モジュール本体４を形成する筐体の連結部に、接着剤１４が塗布されるための凹部である連結凹部１３が形成されていることが好ましい。

上記の構成によれば、接着剤１４がモジュール本体４の表面から突出することなく、モジュール本体４を形成する筐体を接着剤１４により連結することができる。そのため、接着剤１４がモジュール本体４の外表面から突出することにより、当該接着剤１４に衝撃が集中的に加わる可能性を低減でき、カメラモジュール１０の耐衝撃性をさらに向上させることができる。

また、本実施の形態に係る緩衝構造は、光学系及び撮像素子を有し、保護部材により周囲を覆ったカメラモジュールの緩衝構造であって、上記カメラモジュールの少なくとも光軸に対して垂直な方向に突起部を形成している構成であってもよい。

また、上記カメラモジュールを構成する、隣接する２つの光学系の側面、あるいは、隣接する光学系と撮像素子の筐体とからなる側面は、同一平面上に形成されている構成であることが好ましい。

また、上記カメラモジュールを構成する、隣接する２つの光学系の境界領域、あるいは、隣接する光学系と撮像素子との境界領域には、その領域のそれぞれの筐体に接着剤を塗布する溝部が形成されている構成が好ましい。

また、上記突起部は、当該突起部を有する平面と平行な平面であって対称な方向に突出した形状を有するものである構成が好ましい。

また、カメラモジュールの周囲を覆った保護部材には、カメラモジュールに設けた突起部と同じ位置に突起部と同じ形状の溝部が形成されている構成が好ましい。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の構成では、第１光学ユニット１においてミラー６のみを備える構成としているが、ミラー６の前後にレンズを設ける構成としてもよい。または、ミラー６ではなくプリズムを用いて屈曲光学系を構成してもよい。また、レンズの位置は適宜調節すればよい。

また、上記の構成では、屈曲光学系を有するカメラモジュール構造を用いたが、屈曲光学系を有しないカメラモジュール構造、すなわち、光軸１１がミラー等によって屈曲されていないカメラモジュール構造を用いてもよい。その場合においても同様の構成によって落下等による衝撃に強いカメラモジュール１０を実現することができる。

また、上記の説明では、第２光学ユニット２が有するレンズ７は、光軸方向に移動できるとしたが、レンズ７を第２光学ユニット２の内部に固定してもよい。

また、光学系として、２つの光学ユニット（光学ユニット１および第２光学ユニット２）を用いているが、必要に応じて、光学系としてのユニット数を増減してもよい。

また、上記の説明では、３つのユニットからなるカメラモジュール１０について説明したが、上記の衝撃緩和効果はユニット数には依存しない。すなわち、３ユニット以外のユニットからなるカメラモジュールにおいても、同様の衝撃緩和効果を得ることができる。

さらに、本実施の形態のカメラモジュール１０は、いかなる機器に内蔵されてもよい。例えば、携帯電話機に内蔵されてもよいし、その他の可搬型機器に内蔵されてもよい。その際には、本体ケース２０を当該機器と連結できる形状に変形するか、当該機器の構造の一部を本体ケース２０の代わりとして使用すればよい。

また、カメラモジュール以外の機器においても、同様の衝撃緩和効果を得ることができる。そのため、カメラモジュール以外の機器、例えば、ビデオカメラ、携帯用情報端末機、望遠鏡など、の衝撃緩衝構造として本発明を適用してもよい。

外部からの衝撃を効果的に緩和する緩和構造であり、簡単な工程で構築できる構造を有するものであるため、様々な機器の衝撃吸収構造として利用できる。

本実施形態のカメラモジュールの構成を示す図である。図１（ａ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面を示す、本実施形態のカメラモジュールの断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態のカメラモジュールの断面平面図である。 本実施形態のモジュール本体の構造を示す平面図である。図２（ａ）は、本実施形態のモジュール本体の平面図である。図２（ｂ）は、モジュール本体が有する突起部の形状を示す平面図である。 本実施形態のカメラモジュールの側面図である。 カメラモジュールの衝撃緩衝作用について説明するための断面図である。図４（ａ）は、本実施形態のカメラモジュール構造における衝撃緩衝作用について説明するための断面図である。図４（ｂ）は、本実施形態のカメラモジュール構造との比較のために、突起部を有さないカメラモジュール構造の衝撃緩衝作用について説明するための断面図である。 本実施形態の突起部による衝撃緩衝作用を説明するための平面図である。 本実施の形態のカメラモジュールが備える各ユニットの連結部を示す断面図である。 本実施形態の緩衝部材の構造を示す断面図である。

符号の説明

４ モジュール本体（連結筐体）
５ 緩衝部材
１０ カメラモジュール（機器）
１１ 光軸
１２ 突起部
１２ａ 翼部
１２ｂ 翼部
１２ｃ 翼部
１２ｄ 翼部
１３ 連結凹部
１４ 接着剤
２２ 凹部（孔）

Claims (10)

1. 機器の構成要素を収納する筐体の外側表面に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材を設けた機器の緩衝構造であって、
   上記筐体は、上記外側表面の或る面に突起部を有しており、
   上記緩衝部材は、上記筐体の外側表面の略全体に設けられ、かつ上記突起部を覆っていることを特徴とする機器の緩衝構造。
2. 機器の構成要素を収納する筐体の外側表面に、外部からの衝撃を緩和する緩衝部材を設けた機器の緩衝構造であって、
   上記筐体は、上記外側表面の或る面に突起部を有しており、
   上記緩衝部材は、上記筐体の外側表面の略全体に設けられ、かつ上記突起部と嵌合される孔を有しており、
   上記筐体の外側表面から上記突起部の先端部までの距離は、上記緩衝部材の厚さよりも短いことを特徴とする機器の緩衝構造。
3. 上記突起部は、上記外側表面の各面に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の機器の緩衝構造。
4. 上記緩衝部材は、上記筐体を囲む外側筐体との間に挟持されることによって、上記外側表面と上記突起部とに圧接していることを特徴とする請求項１に記載の機器の緩衝構造。
5. 上記緩衝部材は、上記突起部と嵌合される凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の機器の緩衝構造。
6. 上記突起部は、上記突起部が形成されている上記筐体の外側表面に含まれる方向に延在した翼部を有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の機器の緩衝構造。
7. 上記翼部は、垂直な２方向に延在した４枚の翼部であることを特徴とする請求項６に記載の機器の緩衝構造。
8. 上記機器は光学機器であって、
   上記突起部は、上記筐体の外側表面のうち、少なくとも上記光学機器の光軸に対して略垂直な面の上に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機器の緩衝構造。
9. 上記機器は、複数の上記筐体が連結された連結筐体を含んでおり、
   上記連結筐体の或る外側表面は、上記突起部を除いて、略平坦であることを特徴とする請求項１または２に記載の機器の緩衝構造。
10. 上記連結筐体の連結部に、上記筐体同士を接続する接着剤が塗布されるための凹部である連結凹部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の機器の緩衝構造。

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