JP2007093707A

JP2007093707A - カメラモジュール

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Publication number: JP2007093707A
Application number: JP2005279590A
Authority: JP
Inventors: Renzaburou Miki; 錬三郎三木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】落下による衝撃や運搬時の振動が作用した場合であっても破損することのないカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】カメラモジュール２０自体の内部に緩衝機構を設けている。このカメラモジュール２０は、第１の筐体２９に設けた光学系と、第２の筐体３９に設けた駆動機構とを分離し、この駆動機構と光学系の特定の光学素子とをラック付き板バネ３６，３７で弾性的に接続している。そして、光学系の光学ベース３１を緩衝機構で第１の筐体２９に支持している。このように、駆動機構と、光学系とを分離しているので、光学系に係る衝撃力等の加速度が比較的小さくて、大きな耐落下衝撃性を得ることができ、かつ、緩衝機構を簡素化できて、小型化、薄型化、低コスト化を達成できる。
【選択図】図６

Description

この発明は、レンズを駆動するカメラモジュールに関し、特に、衝撃、振動がかかっても破損しにくいカメラモジュールに関する。

近年、カメラモジュールを搭載した携帯電話や情報端末等の携帯情報機器が増えている。また、このような携帯情報機器は、さらなる小型化、薄形化が求められている。また、携帯情報機器に搭載されるカメラモジュールは、パンフォーカスといわれる固定焦点型からオートフォーカス機能やズーム機能などを有する可動焦点型へと高機能化が図られているが、携帯情報機器の小型化、薄型化の要求からカメラモジュール自体にも小型化、薄型化の要求がある。一方、このようなカメラモジュールには、使用者が誤って携帯情報機器を落下しても壊れないという耐落下性能が要求される。例えば、携帯機情報器を１．７ｍの高さからコンクリートブロックに落とした際に発生する落下衝撃加速度は一般に６０００Ｇ程度と言われているが、特にカメラモジュールは高機能化が図られているために構造が複雑になり、使用する部品の強度が不足がちで、そのためカメラモジュール自体の耐落下衝撃性が低くなっている。

この問題を解決するために、特開２００４−６１５３０号公報（特許文献１）に記載の携帯電話では、その携帯電話自体の相対向する正面側筐体と背面側筐体からそれぞれ緩衝材を介してカメラモジュール全体を挟持する構造を採用している。その構造を、図８を用いて詳細に説明すると、携帯電話３１０は、金属材製または樹脂材製の本体３２０と、画像撮像部３３０と、実装基板３４０とを備えている。上記本体３２０は、正面側筐体（第１筐体）３２１と、この正面側筐体３２１に相対向して配置された背面側筐体（第２筐体）３２２とからなる。上記画像撮像部３３０は、カメラモジュール３００と緩衝装置３３２とからなる。この緩衝装置３３２は、正面側筐体３２１と背面側筐体３２２とにそれぞれ固着された樹脂等の緩衝材３３３と３３４からなる。上記緩衝材３３３は、その側面の固定部３３３ａがカメラモジュール３００の側面に当接する一方、その上端面３３３ｂが正面側筐体３２１の内壁面３２１ａに接着されている。一方、上記緩衝材３３４は、その側面に設けられた固定部３３４ａがカメラモジュール３００のモジュール用基板３００ｂに当接する一方、その下端面３３４ｂが背面側筐体３２２の内壁面３２２ａに固着されている。上記実装基板３４０は、ガラスエポキシ材製の配線基板３４１と、この配線基板３４１上に実装された電子部品３４２と、上述したモジュール用基板３００ｂとの接続に供される信号線３４３とを備えている。

このように構成された携帯電話装置３１０は、カメラモジュール３００が正面側筐体３２１および背面側筐体３２２に、緩衝材３３２および３３４を介して支持されているので、床等に落下した際や車両運搬時等に衝撃や振動が作用した場合であっても、その衝撃等が緩和されるため、カメラモジュール３００の破損を防止することができる。

ところで、携帯電話等の携帯情報機器では、上述した小型化、薄型化とは別に、位置探索機能や音楽配信機能といった高機能化に対する要求も強く、そのために携帯情報機器内部のスペースがなくなりつつあるため、比較的大きな部品であるカメラモジュールを、本体に緩衝材を介して取り付けることが難しくなってきている。この高機能化の要請と小型化、薄形化の要請とが相俟って、本体内に、緩衝材自体を入れるスペースが無くなってきている。

ところが、高機能化されたカメラモジュールでは、その重量増加による落下衝撃力が増大するため、より衝撃吸収能力の高い緩衝材が必要であり、そのために更なるスペースの増大とそれに伴うコスト増が必要になるという問題がある。

また、特許文献１の携帯電話では、カメラモジュール３００と正面側筐体３２１との間、および、カメラモジュール３００と背面側筐体３２２との間に、それぞれ、緩衝材３３３および３３４を設けているので、携帯電話自体の構造を変更した際に、緩衝材３３３，３３４自体の構造も変更しなければならなくて、結局、製造コストが高くなるという問題がある。
特開２００４−６１５３０号公報

そこで、この発明の課題は、カメラモジュールと携帯情報機器の本体との間に緩衝装置を必ずしも設ける必要がなくて、カメラモジュール自体が耐落下衝撃性を持ち、しかも、小型化、薄型化できるカメラモジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のカメラモジュールは、
第１の筐体と、
この第１の筐体に設けられると共に、光学ベースと、この光学ベースに搭載された複数の光学素子とを含む光学系と、
上記光学ベースを上記第１筺体に支持する緩衝機構と、
上記第１の筐体に、上記光学系の少なくとも一部を覆うように、取り付けられた第２の筺体と、
上記第２の筺体に設けられると共に、上記光学系内の特定の光学素子を光軸方向に移動させるための駆動機構と、
上記特定の光学素子と上記駆動機構とを弾性的に接続して、上記駆動機構の動力を上記特定の光学素子に伝達する動力伝達部と
を備えることを特徴としている。

上記構成によれば、カメラモジュール自体の内部に緩衝機構を設けているので、従来のようにカメラモジュールと携帯情報機器の本体との間に緩衝機構を設ける必要がなくて、携帯情報機器の構造を変更した際に、このカメラモジュールをそのまま使用できる。したがって、このカメラモジュールは、種々の構造の携帯情報機器にそのまま適用できて汎用性が高く、ひいては、携帯情報機器の製造コストを低減できる。

また、このカメラモジュールは、上記第１の筐体に設けた光学系と、第２の筐体に設けた駆動機構とを分離し、この駆動機構と光学系の特定の光学素子とを弾性的に動力伝達部で接続している。そして、上記光学系の光学ベースを緩衝機構で第１の筐体に支持している。このように、衝撃、振動に対して比較的に強く、かつ、比較的に質量の大きな駆動機構と、衝撃、振動に比較的に弱い光学系とを分離しているので、光学系にかかる衝撃力等の加速度が比較的小さくて、大きな耐落下衝撃性を得ることができ、かつ、緩衝機構を簡素化できて、小型化、薄型化、低コスト化を達成できる。上記駆動機構と上記特定の光学素子とは、動力伝達部で弾性的に接続しているから、上記駆動機構に大きな落下衝撃力が加わっても、上記光学系に加わる衝撃力が緩和されるのである。

１実施形態では、上記緩衝機構は、板状の緩衝材を含む。

上記実施形態によれば、板状の緩衝材で光学ベースを支持するので、カメラモジュールを薄型化、小型化することができる。

また、１実施形態では、上記緩衝機構は、上記第１の筐体を挟む緩衝材を介して上記光学系を支持している。

上記実施形態によれば、上記緩衝機構は、第１の筐体を挟む緩衝材で、上記光学系の光学ベースを両方向に弾性的に支持するので、緩衝機構を簡素化、薄型化、小型化でき、ひいては、カメラモジュールを簡素化、小型化、薄型化することができる。

また、上記緩衝材が圧縮される方向である１方向にしか衝撃緩和作用が無い場合でも、第１の筐体を両側から緩衝材で挟んで、光学ベースを支持するので、２方向に衝撃緩和効果が得られるのである。

また、１実施形態では、上記緩衝機構は、上記光学系と上記第１の筺体の内面との間の緩衝材と、上記第１の筺体の外面に当接する緩衝材と、上記両緩衝材および第１の筺体を挿通して先端が光学系のネジ穴に螺合すると共に頭部が上記緩衝材に支持されるネジとを含む。

上記実施形態によれば、上記緩衝機構を、上記第１の筺体の両面側に設けた緩衝材と、その両緩衝材を挿通して光学ベースに先端が螺合すると共に頭部が緩衝材に支持されるネジとにより構成しているので、緩衝機構が小型化できる。

また、１実施形態では、上記ネジは、上記第１の筐体の略直交する３方向の面に投影された上記光学系の重心の像の位置を囲むように、配置されている。

上記実施形態によれば、上記ネジおよびそのネジの頭部に当接する緩衝材が、上記略直交する３方向の面に投影された上記光学系の重心の像の位置を囲むように、配置されているので、カメラモジュールが回転しながら落下したときの光学系の回転モーメントによる生じるあらゆる方向の回転衝撃力に対しても、光学系を緩衝機構で十分に保護することができる。

また、１実施形態では、上記ネジは、上記第１の筐体の略直交する３方向の面において端部に配置されている。

上記実施形態によれば、上記ネジおよびそのネジの頭部に当接する緩衝材が、上記第１の筐体の略直交する３方向の面の端部に配置されているので、回転衝撃力が光学系に作用するのを効果的に緩和することができる。

また、１実施形態では、上記緩衝機構は、上記光学系の光学ベースを互いに交わる３方向に上記第１の筺体に支持する。

上記実施形態によれば、上記緩衝機構が、上記光学系の光学ベースを互いに交わる３方向に第１の筺体に支持するので、緩衝機構を簡素化、小型化、薄型化、低コスト化できて、ひいては、カメラモジュールを簡素化、小型化、薄型化、低コスト化することができる。もし、光学ベースを６面で、つまり、直交する６方向に支持するならば、緩衝機構が複雑化、大型化し、厚くなり、高価になるのである。

また、１実施形態では、上記動力伝達部は、ラック部を有するラック付き板バネを含む。

上記実施形態によれば、上記動力伝達部が、ラック付き板バネを含むので、上記駆動機構の比較的大きな重量による衝撃力がラック付き板バネに吸収されて、光学系に加わる衝撃力を減少することができる。しかも、上記ラック付き板バネは、ラック部を有するので、衝撃を吸収できる上に、駆動機構からの動力の伝達を確実に行うことができる。

この発明によれば、カメラモジュール自体に耐落下衝撃性を持たせることができ、しかも、カメラモジュールを小型化、薄型化、低コスト化することができる。

以下、この発明のカメラモジュールを図示の実施形態により詳細に説明する。

図１はこの実施形態のカメラモジュールの斜視図である。

このカメラモジュール２０は、主に、光学ユニット３０と、ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０と、撮像素子５０とから構成されている。

図２は、このカメラモジュール２０の分解斜視図である。このカメラモジュール２０の光学系においては、入射光線は、被写体側に固定された第１撮像レンズ２１を通過した後、この第１撮像レンズ２１の後方の光路変換素子２２により９０度曲げられて、フォーカスレンズ２３、ズームレンズ２４、第２撮像レンズ２５の順に通過して、撮像素子５０に向かう。上記フォーカスレンズ２３およびズームレンズ２４はそれぞれ第１レンズホルダ３２と第２レンズホルダ３３に保持されて、矢印Ｘ_１とＸ_２の方向に摺動自在に光学ベース３１に組み付けられている。

なお、上記光学系とは、上記第１撮像レンズ２１、光路変換素子２２、フォーカスレンズ２３、ズームレンズ２４、第２撮像レンズ２５等の光学素子と、第１レンズホルダ３２、第２レンズホルダ３３、光路変換素子用の台８０等の光学部品と、図示しない調整機構と、光学ベース３１との全体を指し、換言すると、光学ベース３１およびその光学ベース３１に搭載された光学関連部品からなる。

上記光学ユニット３０は、光軸Ｋ１の方向に沿って細長くて上方が開口し、また、ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０も同様に光軸Ｋ１の方向に沿って細長くて下方が開口している。上記光学ユニット３０の開口した上側と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０の開口した下側とを合わせて密着することによって、カメラモジュール２０本体の外観形状の一部が構成される。

図３および４にズーム・フォーカスレンズ駆動部４０の構成を示す。このズーム・フォーカスレンズ駆動部４０は、第２の筐体３９の一部を構成する断面略Ｕ字形状のギアケース４１と、このギアケース４１に設けられた駆動機構４２，４５ａ，４８ａ，４３，４６ａ，４８ｂとからなる。この駆動機構４２，４５ａ，４８ａ，４３，４６ａ，４８ｂは、上記フォーカスレンズ２３を駆動するためのフォーカス駆動機構４２，４５ａ，４８ａと、上記ズームレンズ２４を駆動するためのズーム駆動機構４３，４６ａ，４８ｂとからなる。

詳しくは、上記ギアケース４１内に、光軸Ｋ_１に沿って矢印Ｘ_１からＸ_２の方向に、上記フォーカス駆動機構４２，４５ａ，４８ａを構成するフォーカス用モータ４２、フォーカス用リードスクリュー４５ａ、および、上記フォーカス用モータ４２の動力をフォーカス用リードスクリュー４５ａに伝達するためのフォーカス用伝達ギア４８ａ（図４および７を参照）が挿入されている。さらに、上記ギアケース４１内に、光軸Ｋ_１に沿って矢印Ｘ_２からＸ_１の方向に、上記ズーム駆動機構４３，４６ａ，４８ｂを構成するズーム用モータ４３、ズーム用リードスクリュー４６ａ、および、上記ズーム用モータ４３の動力をズーム用リードスクリュー４６ａに伝達するためのズーム用伝達ギア４８ｂが挿入されている。

上記フォーカス駆動機構４２，４５ａ，４８ａはギアケース４１とフォーカス駆動部用カバー４４ａにより挟持され、ネジ４９ａで固定されている。また、上記ズーム駆動機構４３，４６ａ，４８ｂはギアケース４１とズーム駆動機構用カバー４４ｂにより挟持され、ネジ４９ｂで固定されている。上記リードスクリュー４５ａおよび４６ａの各外端部は、カバー４４ａおよび４４ｂでそれぞれ支持される一方、中央側の端部は、上記ギアケース４１の中央に設けた支持部４１ｃで支持されている。

なお、上記フォーカス用リードスクリュー４５ａには、フォーカス用リードスクリュー用予圧バネ４７ａによって予圧が与えられている。また、上記ズーム用リードスクリュー４６ａには、ズーム用リードスクリュー用予圧バネ４７ｂによって予圧が与えられている。

上記ギアケース４１、カバー４４ａおよびカバー４４ｂは、第２の筐体３９の一例を構成する。

次に、図５および６を参照しながら、上記光学ユニット３０の構成を説明する。

まず、図２、５および６に示すように、上記光学ユニット３０は、第１の筐体２９と、この第１の筐体２９に収容された光学ベース３１と、この光学ベース３１に搭載された複数の光学素子等の光学関連部品と、上記光学ベース３１を第１の筐体２９に弾性的に支持する後記する緩衝機構とからなる。

より詳しく説明すると、図５に示すように、主ガイド軸３４および副ガイド軸３５は、各両端を、ガイド押さえバネ８１ａ〜８１ｄにより、光学ベース３１に向けて押し付けて固定されている。上記主軸ガイド３４は虫ネジ７０ｃ、７０ｄおよび７１ａ、７１ｂにより光軸ｋ１に対して直交する２方向に調整可能になっている。一方、上記副軸ガイド３５は、両端部に当接する虫ネジ７０ａ（片側のみ示す）により光軸ｋ２の方向にのみ調整可能となっている。

上記光学ベース３１には、第１撮像レンズ２１、例えばプリズムやミラーからなる光路変換素子２２および第２撮像レンズ２５からなる固定光学素子と、フォーカスレンズ２３およびズームレンズ２４からなる移動レンズとが搭載されている。上記フォーカスレンズ２３およびズームレンズ２４は、それぞれ、第１レンズホルダ３２、第２レンズホルダ３３に保持されており、この第１レンズホルダ３２、第２レンズホルダ３３は、それらのブラケット部３２ａ，３３ａを主ガイド軸３４に摺動自在に嵌合して、主ガイド軸３４および副ガイド軸３５に沿って矢印Ｘ_１とＸ_２の方向に摺動自在に組み付けられている。

また、上記第１レンズホルダ３２、第２レンズホルダ３３のブラケット部３２ａ、３３ａには、ラック部３６ａ、３７ａを有するラック付き板バネ３６、３７をそれぞれ固定している。上記ラック部３６ａ、３７ａは、それぞれズーム・フォーカスレンズ駆動部４０のフォーカス用リードスクリュー４５ａおよびズーム用リードスクリュー４６ａに噛合するように設けられている。上記ラック付き板バネ３６、３７は、動力伝達部の一例を構成する。

上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０から光学ユニット３０への動力伝達は、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０のフォーカス用リードスクリュー４５ａおよびズーム用リードスクリュー４６ａと、ラック付き板バネ３６、３７に設けたラック部３６ａ、３７ａが弾性的に歯合することによって行われる。このため、ズーム・フォーカス駆動部４０から光学ユニット３０へ直接的に衝撃が伝わることがない。なお、上述の例では、ラック部３６ａ、３７ａをラック付き板バネ３６，３７に設けたが、板バネに限らず、例えばゴムなどの他の弾性体にラック部を設けて、衝撃力の伝達を緩和するようにしてもよい。

また、上記第２撮像レンズ２５は、第２撮像レンズホルダ８２にマウントされている。上記第２撮像レンズホルダ８２は、第１撮像レンズ２１、光路変換素子２２、フォーカスレンズ２３およびズームレンズ２４を光学ベース３１に組み付ける際に生じる組立誤差や各部品の加工公差等から生じる光学収差をキャンセルするために、光軸ｋ１に対して直交する方向に並進させたりチルトさせたりする、所謂空間姿勢調整を行って、光学ベース３１に固定される。このときの固定には接着剤が使用される。さらに、図示していないが、図１および２に示す撮像素子５０も第２撮像レンズ２５と同様の理由で空間姿勢調整を行って、光学ベース３１および第２撮像レンズホルダ８２のみに対して接着等で固定される。

図６および図７は、上記光学ユニット３０に設けられた緩衝機構を示している。

まず、図６を用いて説明する。上記光学ベース３１の略直交する３面、つまり、底面（底部）３１ｂと、互いに隣接する２つの側面（側壁）３１ａ，３１ｃとからなる３面に対して、例えばゴムからなる略矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃを取り付けて、この略矩形の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃの取り付けられた光学ベース３１を、第１の筐体２９内に収容する。こうして、上記第１の筐体２９の略直交する３面、つまり、底面（底部）２９ｂ、および、互いに隣接する側面（側壁）２９ａ，２９ｃからなる３面と、光学ベース３１の底面３１ｂ、および、互いに隣接する２つの側面３１ａ，３１ｃからなる３面との間に、略矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃを配置する。

また、上記第１の筐体２９の底面２９ｂの４隅近傍に４つの貫通孔（図示せず）を設けると共に、上記矩形の緩衝材６０ｂにも、上記底面２９ｂの４つの貫通孔に対向する４つの貫通孔６０ｄを設けている。また、上記第１の筐体２９の各側面２９ａ，２９ｃの両端部に貫通孔２９ｄを設けると共に、矩形の板状の緩衝材６０ａ，６０ｃにも、上記貫通孔２９ｄに対向する貫通孔６０ｄを設けている。さらに、上記第１の筐体２９の外面側、かつ、上記合計８つの貫通孔２９ｄの設けられた位置に、例えばゴムからなる円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃを設けている。さらにまた、上記第１の筐体２９の上記８つの貫通孔２９ｄに対向する上記光学ベース３１の位置に、ネジ穴３１ｄを設けている。

上記第１の筐体２９の外側から、ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃを、上記円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃ、上記第１の筐体２９の貫通孔２９ｄ、および、上記矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃの貫通孔６０ｄに順次挿通して、これらのネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃの先端を、光学ベース３１のネジ穴３１ｄに螺合している。これにより、図６および７に示すように、上記第１の筺体２９の底部２９ｂと光学ベース３１の底部３１ｂとは、矩形の板状の緩衝材６０ｂを挟んでネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂで締結されると共に、上記円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂが、上記第１の筺体２９の底部２９ｂと上記ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂの頭部との間に挟まれることになる。したがって、上記矩形の板状の緩衝材６０ｂ、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂが圧縮方向にしか緩衝作用を持っていなくても、上記板状の緩衝材６０ｂと、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂとを介して、上記第１の筐体２９の底部２９ｂの上下両面から、上記光学ベース３１が支持することになって、上下両方向に対して緩衝効果が得られる。同様に、上記第１の筺体２９の側壁つまり側部２９ｃと光学ベース３１の側壁つまり側部３１ｃとは、矩形の板状の緩衝材６０ｃを挟んでネジ６２１ｃ，６２２ｃで締結されると共に、上記円板状の緩衝材６１１ｃ，６１２ｃが、上記第１の筺体２９の側部２９ｃと上記ネジ６２１ｃ，６２２ｃの頭部との間に挟まれることになる。したがって、上記矩形の板状の緩衝材６０ｃ、円板状の緩衝材６１１ｃ，６１２ｃが圧縮方向にしか緩衝作用を持っていなくても、上記矩形の板状の緩衝材６０ｃと、円板状の緩衝材６１１ｃ，６１２ｃとを介して、上記第１の筐体２９の側部２９ｃの左右両面から、上記光学ベース３１が支持することになって、左右両方向に対して緩衝効果が得られる。

上述のように、上記矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃ、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃ、および、ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃを配置することによって、緩衝機構の一例が構成される。

本来、緩衝材は圧縮する方向にしか衝撃緩和効果がないため、緩衝機構は光学ベース３１の６面に対して設ける必要があるが、光学ベース３１の上面には光学部品がマウントされているため、構造上、緩衝機構を設けることができない。

しかし、上述のように、上記第１の筐体２９の両面を緩衝材で挟んで光学ベース３１を支持するように、緩衝機構を構成することによって、光学ベース３１の底面方向からの落下のみならず上面方向からの落下に対しても、衝撃緩和効果が得られるのである。より詳しくは、上記直交する３面だけに上記緩衝機構を設けることによって、あらゆる方向の衝撃に対しても、緩衝効果を得ることができるのである。

上記構成の緩衝機構を用いることによって、カメラモジュール全体のレイアウトが簡単になるだけでなく、光学ユニット３０の内部の設計自由度も上がり、また、カメラモジュール２０の小型化、薄型化を達成できる。

上記ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃの頭部の径は、その頭部が円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃを圧縮する方向に衝撃力が加わった際に、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃに対して押圧する力を分散するため、なるべく大きいものを使用するのが好ましい。また、上記円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃ、および、ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃを設置する位置は、第１の筐体２９の直交する３面２９ｂ，２９ａ，２９ｃのそれぞれに対して２次元的に投影された光学系の重心の像を囲むように、上記重心の像の両側、かつ、上記面２９ｂ，２９ａ，２９ｃの端部に位置している。こうすることによって、上記光学系の重心周りの回転モーメントにより生じる衝撃力も緩和できるため、携帯情報機器が自由落下するだけでなく、回転しながら落下した場合でも、衝撃力を緩和できる。

ここで、上記光学系とは、上記第１撮像レンズ２１、光路変換素子２２、フォーカスレンズ２３、ズームレンズ２４、第２撮像レンズ２５等の光学素子と、第１レンズホルダ３２、第２レンズホルダ３３等の光学部品と、主ガイド軸３４、副ガイド軸３５等の光学調整機構等の光学関連部品総てと、この光学関連部品を搭載する光学ベース３１との全体を意味する。

上記円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃ、および、ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃを設置する位置は、上記光学系の重心の像からできるだけ離れている方が、携帯情報機器が回転しながら落下した場合に、光学系に対する衝撃力を緩和する上で、好ましい。

上記構成のカメラユニット２０によれば、上記光学ユニット３０は、光学ベース３１と、この光学ベース３１に搭載された光学素子および調整機構も含めたすべての光学関連部品と、上記光学ベース３１を収容する第１の筐体２９と、上記緩衝機構とから構成されていて、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０から分離されている。そして、上記光学ユニット３０の第１の筐体２９と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０の第２の筐体３９とは、フォーカス用リードスクリュー４５ａとラック付き板バネ３６のラック部３６ａとを弾性的に噛合させ、ズーム用リードスクリュー４６ａとラック付き板バネ３７のラック部３７ａとを弾性的に歯合させるように、重ね合わせて一体にしてカメラモジュール２０を形成している。

このように、上記光学ユニット３０に搭載された光学系と、比較的質量の大きな上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０とを分離し、この光学系のうちの特定の光学素子であるフォーカスレンズ２３，ズームレンズ２４のための光学部品である第１レンズホルダ３２，第２レンズホルダ３３と、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０のフォーカス用リードスクリュー４５ａおよびズーム用リードスクリュー４６ａとをラック付き板バネ３６，３７で弾性的に連結し、かつ、上記光学系を搭載した光学ベース３１を緩衝機構を介して第１の筐体２９に弾性的に支持しているので、上記光学系にかかる衝撃力を低減でき、かつ、緩衝機構を小型化、薄型化することができる。

ところで、上記光学ユニット３０の組み立てには接着剤が多く使用されるが、この接着剤としては、カメラモジュール２０の耐環境性能、特に８０℃付近での高温放置時における光学素子の位置変化を抑制するために、例えばエポキシ系の硬化収縮率が小さく、硬化時のヤング率が高い接着剤が使用される。この種類の接着剤は衝撃に弱く、カメラモジュール２０の落下時等には、接着部分が割れて光学部品が脱落することがあった。

しかし、上述のように、上記光学ベース３１を第１の筐体２９に上記緩衝機構を介して支持しているので、カメラモジュール２０を床等に落下した際や車両運搬時等に衝撃や振動が作用した場合であっても、衝撃や振動が緩和された状態で光学ベース３１に伝達されるため、光学ユニット３０の破損を防止することができる。

なお、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０は、バルク状のギアケース４１に、金属製のモータ４２，４３を組込み、その端部をカバー４４ａ、４４ｂによりネジ４９ａ，４９ｂで固定する所謂ボックス構造になっているため、上記ギアケース４１内部で支持される金属性のモータ４２，４３自体が剛性メンバーとなって、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０自体の強度が高くなっている。したがって、落下時に衝撃がかかっても、上記ズーム・フォーカスレンズ駆動部４０が破損することは殆どない。

また、上記カメラモジュール２０では、全体に対して緩衝機構を設けているのではなくて、光学ユニット３０にのみ緩衝機構を設けているため、緩衝機構自体が受ける落下衝撃力等が小さく、緩衝機構を簡素化できて、緩衝機構自体の小型化、薄型化、低コスト化の面で有利となる。さらに、上記緩衝機構自体が受ける落下衝撃力を小さくするために、光学ベース３１をマグネシュウム合金等の軽量で剛性の高い材料とすることで、さらに小型化、薄型化が図れるだけでなく、静剛性も高くなるため、光学部品を組み付ける際の調整段階にかかる外力によって変形することがなくなって、高精度に組み付けることができる。

上記実施形態では、緩衝機構は、上記矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃと、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃと、ネジ６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ；６２１ａ，６２２ａ；６２１ｃ，６２２ｃとを用いて、第１の筐体２９の両面を上記矩形の板状の緩衝材６０ｂ，６０ａ，６０ｃと、円板状の緩衝材６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ；６１１ａ，６１２ａ；６１１ｃ，６１２ｃとで挟むようにしていたが、緩衝機構の構成はこれに限らない。例えば、ネジを用いないで、光学ベース３１と第１の筐体２９との間にのみに板状の緩衝材を設け、この板状の緩衝材の両面に、光学ベース３１と第１の筐体２９とを接着剤で接着するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、緩衝材は略矩形、または、円板状で、ゴムからなっていたが、緩衝材の形状、材質は、これに限らず、楕円、多角形等の形状、エラストマー等の材質を用いてもよい。

以上のように、この発明によれば、カメラモジュール内部に緩衝機構を設けているので、カメラモジュールを汎用化でき、かつ、落下による衝撃や運搬時の振動が作用した場合であっても、カメラモジュール自体が破損することを防止することができるだけでなく、このカメラモジュールを搭載する携帯情報機器の小型化、薄型化および低コスト化を図ることができる。

また、上記カメラモジュール内部の衝撃に弱い光学ユニットにのみ緩衝機構を設けているので、緩衝機構の省スペース化が図れて、カメラモジュール自体も小型化、薄型化できる。

この発明のカメラモジュールの斜視図である。この発明のカメラモジュールの分解斜視図であるこの発明のカメラモジュールのズーム・フォーカスレンズ駆動部を示す斜視図である。この発明のカメラモジュールのズーム・フォーカスレンズ駆動部の構成を示す分解斜視図である。この発明のカメラモジュールの光学ユニットの構成を示す分解斜視図である。この発明のカメラモジュールの光学ユニットに採用される緩衝機構の構成を示す分解斜視図である。この発明のカメラモジュールの光学ユニットに採用される緩衝機構の構成を示す断面図である。従来例の縦断面図である。

符号の説明

２０カメラモジュール
２１第１撮像レンズ
２２光路変換素子
２３フォーカスレンズ
２４ズームレンズ
２５第２撮像レンズ
２９第１の筐体
３０光学ユニット
３１光学ベース
３２第１レンズホルダ
３３第２レンズホルダ
３４主ガイド軸
３５副ガイド軸
３６，３７ラック付き板バネ
３６ａ，３７ａラック部
３９第２の筐体
４０ズーム・フォーカスレンズ駆動部
４１ギアケース
４２フォーカス用モータ
４３ズーム用モータ
４４ａフォーカス駆動部用カバー
４４ｂズーム駆動部用カバー
４５ａフォーカス用リードスクリュー
４６ａズーム用リードスクリュー
４７ａフォーカス用リードスクリュー与圧バネ
４７ｂズーム用リードスクリュー与圧バネ
４８ａフォーカス用伝達ギア
４８ｂズーム用伝達ギア
５０撮像素子
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ矩形の板状の緩衝材
６１１ｂ，６１２ｂ，６１３ｂ，６１４ｂ，６１１ａ，６１２ａ，６１１ｃ，
６１２ｃ円板状の緩衝材
６２１ｂ，６２２ｂ，６２３ｂ，６２４ｂ，６２１ａ，６２２ａ，６２１ｃ，
６２２ｃネジ
Ｋ１，Ｋ２光軸

Claims

第１の筐体と、
この第１の筐体に設けられると共に、光学ベースと、上記光学ベースに搭載された複数の光学素子とを含む光学系と、
上記光学ベースを上記第１筺体に支持する緩衝機構と、
上記第１の筐体に、上記光学系の少なくとも一部を覆うように、取り付けられた第２の筺体と、
上記第２の筺体に設けられると共に、上記光学系内の特定の光学素子を光軸方向に移動させるための駆動機構と、
上記特定の光学素子と上記駆動機構とを弾性的に接続して、上記駆動機構の動力を上記特定の光学素子に伝達する動力伝達部と
を備えることを特徴とするカメラモジュール。
請求項１に記載のカメラモジュールにおいて、上記緩衝機構は、板状の緩衝材を含むことを特徴とするカメラモジュール。
請求項１または２に記載のカメラモジュールにおいて、上記緩衝機構は、上記第１の筐体を挟む緩衝材を介して上記光学系を支持することを特徴とするカメラモジュール。
請求項３に記載のカメラモジュールにおいて、上記緩衝機構は、上記光学系と上記第１の筺体の内面との間の緩衝材と、上記第１の筺体の外面に当接する緩衝材と、上記両緩衝材および第１の筺体を挿通して先端が光学系のネジ穴に螺合すると共に頭部が上記緩衝材に支持されるネジとを含むことを特徴とするカメラモジュール。
請求項４に記載のカメラモジュールにおいて、上記ネジは、上記第１の筐体の略直交する３方向の面に投影された上記光学系の重心の像の位置を囲むように、配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
請求項５に記載のカメラモジュールにおいて、上記ネジは、上記第１の筐体の略直交する３方向の面において端部に配置されていることを特徴とするカメラモジュール。
請求項１に記載のカメラモジュールにおいて、上記緩衝機構は、上記光学系の光学ベースを互いに交わる３方向に上記第１の筺体に支持することを特徴とするカメラモジュール。
請求項１に記載のカメラモジュールにおいて、上記動力伝達部は、ラック部を有するラック付き板バネを含むことを特徴とするカメラモジュール。