JP2009222740A - レンズモジュール及びカメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズをバレルの所定位置に固定して、組み立て作業性を向上させたレンズモジュール等を提供する。
【解決手段】レンズモジュールは、外部からの光を集光するレンズ4と、圧入によりレンズ4を収納するレンズ収納部を有し、レンズ収納部の内壁面に凹部2dが形成されたバレル2aと、バレル2aを収納するバレル収納部と、レンズ4にて集光される光を受けて電気信号に変換して出力するセンサを収納する素子収納部とを有する台座とを有する。
【選択図】図4
【解決手段】レンズモジュールは、外部からの光を集光するレンズ4と、圧入によりレンズ4を収納するレンズ収納部を有し、レンズ収納部の内壁面に凹部2dが形成されたバレル2aと、バレル2aを収納するバレル収納部と、レンズ4にて集光される光を受けて電気信号に変換して出力するセンサを収納する素子収納部とを有する台座とを有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば携帯電話機や監視用カメラ等に搭載されるレンズモジュール及びカメラモジュールに関する。
例えば、携帯電話機等の撮像装置に用いられる小型カメラモジュールのレンズモジュールでは、レンズを収納するバレルが台座マウントに螺合され、螺合部のねじ作用によりレンズの結像調節がされて接着剤にて位置が固定される。
このように、レンズを収納するバレルを位置決め調節してレンズの結像調節を行う公報開示の従来技術として、以下のものがある。
このように、レンズを収納するバレルを位置決め調節してレンズの結像調節を行う公報開示の従来技術として、以下のものがある。
例えば、特許文献1には、2枚の第1、第2レンズと、それぞれの第1、第2レンズを保持する筒状のレンズ枠と、第1レンズに固定され、かつ第1、第2レンズの互いに向き合うレンズ面に当接する3つのスペーサとを備え、スペーサは、第1、第2レンズの曲面に当接した状態で介在され、両第1、第2レンズの間隔を決定し、また、上記レンズ枠の内径は、第1、第2レンズ間において同径であり、スペーサはレンズ枠の内壁に当接し、レンズ枠の内径が、第1、第2レンズ間において同径であるため、第1、第2レンズは、中心を完全に一致させた状態で保持される、技術が開示されている(特に段落〔0105〕及び〔0106〕参照)。
また、レンズをバレルに接着する従来技術として、例えば、特許文献2には、立体プリント基板にレンズ、光学フィルター、半導体撮像素子、チップ部品、プリント基板等を一体に構成し、さらにレンズの装着構造、接着の方法、接着剤の色、レンズのマスキング等を工夫することで高性能、小型化を実現する、技術が開示されている(例えば、段落〔0030〕参照)。
また、レンズをバレルに接着する従来技術として、例えば、特許文献2には、立体プリント基板にレンズ、光学フィルター、半導体撮像素子、チップ部品、プリント基板等を一体に構成し、さらにレンズの装着構造、接着の方法、接着剤の色、レンズのマスキング等を工夫することで高性能、小型化を実現する、技術が開示されている(例えば、段落〔0030〕参照)。
近年、撮像装置に用いられるカメラモジュールの更なる小型化や生産性向上を目指して、カメラモジュールに使用されるレンズモジュールでは、レンズを収納するバレルの外周面に雄ねじ部が形成され、台座マウントのバレル収納部の内壁面に形成される雌ねじ部と螺合する構成とし、螺合部の螺合状態を調節してレンズの光軸方向にバレルを移動させて結像調節を行っている。
ここで、バレルを用いてレンズの結像調節を行うことから、レンズはバレルに固定される必要がある。レンズをバレルに固定する方法として、例えば、圧入や接着がある。
レンズをバレルのレンズ収納部に圧入する場合、レンズの外径及びバレルのレンズ収納部の内径に許容される寸法公差の範囲が狭い。よって、レンズとバレルの製作時には寸法管理に特に注意を要する。接着する場合も、接着剤がレンズとバレルのレンズ収納部との隙間から侵入しないように、隙間を極力少なくなるように寸法管理が必要とされる。
ここで、バレルを用いてレンズの結像調節を行うことから、レンズはバレルに固定される必要がある。レンズをバレルに固定する方法として、例えば、圧入や接着がある。
レンズをバレルのレンズ収納部に圧入する場合、レンズの外径及びバレルのレンズ収納部の内径に許容される寸法公差の範囲が狭い。よって、レンズとバレルの製作時には寸法管理に特に注意を要する。接着する場合も、接着剤がレンズとバレルのレンズ収納部との隙間から侵入しないように、隙間を極力少なくなるように寸法管理が必要とされる。
本発明は、レンズをバレルの所定位置に固定して、組み立て作業性を向上させたレンズモジュール等を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズモジュールは、外部からの光を集光するレンズと、圧入によりレンズを収納するレンズ収納部を有し、レンズ収納部の内壁面に凹部が形成されたバレルと、バレルを収納するバレル収納部と、レンズにて集光される光を受けて電気信号に変換して出力する撮像素子を収納する素子収納部とを有する台座マウントとを有することを特徴とする。
ここで、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部の開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されることを特徴とすれば、縦方向に溝形状として形成される凹部の箇所は壁厚が薄く、圧入されるレンズによって容易に押し広げられる。
また、バレルは、圧入されるレンズをバレルの凹部を開いてレンズ収納部に収納することを特徴とすれば、バレルとレンズとの寸法誤差を吸収でき、凹部の復元力によってレンズ収納部にレンズを固定できる。
更に、バレルの凹部は、レンズ収納部の内壁面に1個乃至4個形成されることを特徴とすれば、バレルのレンズ収納部の内径とレンズの外径との寸法誤差を吸収できる。
更にまた、バレルは、バレルのレンズ収納部に複数のレンズを収納し、バレルの凹部は、レンズ収納部のうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に形成されることを特徴とすれば、最も外側のレンズを固定して複数のレンズすべてを固定できる。
また、バレルは、圧入されるレンズをバレルの凹部を開いてレンズ収納部に収納することを特徴とすれば、バレルとレンズとの寸法誤差を吸収でき、凹部の復元力によってレンズ収納部にレンズを固定できる。
更に、バレルの凹部は、レンズ収納部の内壁面に1個乃至4個形成されることを特徴とすれば、バレルのレンズ収納部の内径とレンズの外径との寸法誤差を吸収できる。
更にまた、バレルは、バレルのレンズ収納部に複数のレンズを収納し、バレルの凹部は、レンズ収納部のうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に形成されることを特徴とすれば、最も外側のレンズを固定して複数のレンズすべてを固定できる。
上記課題を解決するために、本発明にかかるカメラモジュールは、外部から入射される光を集光する光学機能面と、光学機能面の外周に形成されるコバ部とを有する略円盤形状のレンズと、圧入によりレンズを収納するレンズ収納部を有し、レンズ収納部の内壁面に凹部が形成された略円筒形状のバレルと、レンズにて集光される光を受けて電気信号に変換して出力する撮像素子と、バレルを収納するバレル収納部と、撮像素子を収納する素子収納部とを有する台座マウントとを有し、バレルは、バレルのレンズ収納部の外周面に雄ねじ部が形成され、台座マウントのバレル収納部は、バレルに形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、バレルの雄ねじ部は、雄ねじ部が台座マウントのバレル収納部の雌ねじ部に螺合されて、バレルがレンズの光軸方向に移動されてレンズを撮像素子に対して結像調節されることを特徴とする。
ここで、バレルに形成された凹部は、レンズ収納部の内壁面であってバレルに対して中心対称の位置に均等に複数個形成されることを特徴とすれば、圧入されるレンズにより中心対称に均等に開く凹部が、圧入されたレンズの光軸がバレルの中心からずれることを抑制する。
また、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部の内壁面にレンズを接着する接着剤が注入されることを特徴とすれば、バレルとレンズとを接着する接着剤を所定の位置(凹部)に注入できる。
更に、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部に圧入されるレンズの外周面との間に、接着剤を注入するシリンジの先端部分が入る程度に凹んで形成されていることを特徴とすれば、接着剤注入時にシリンジの先端部分を位置決めできる。
更にまた、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部に圧入されるレンズの外周面との間に、注入される接着剤を収容できる容量の空間を有して形成されることを特徴とすれば、凹部からの接着剤の溢れや盛り上がりを抑制できる。
また、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部の内壁面にレンズを接着する接着剤が注入されることを特徴とすれば、バレルとレンズとを接着する接着剤を所定の位置(凹部)に注入できる。
更に、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部に圧入されるレンズの外周面との間に、接着剤を注入するシリンジの先端部分が入る程度に凹んで形成されていることを特徴とすれば、接着剤注入時にシリンジの先端部分を位置決めできる。
更にまた、バレルの凹部は、バレルのレンズ収納部に圧入されるレンズの外周面との間に、注入される接着剤を収容できる容量の空間を有して形成されることを特徴とすれば、凹部からの接着剤の溢れや盛り上がりを抑制できる。
本発明によれば、レンズをバレルの所定位置に固定できるので、レンズモジュール等の組み立て作業性を向上させることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(実施の形態)について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態にかかるカメラモジュール1を示す外観斜視図であり、図2は、図1に示すカメラモジュール1の分解斜視図である。
図1及び図2に示すように、カメラモジュール1は、レンズ4(図3参照)を保持し、撮像素子の一例としてのセンサ16の受光領域(撮像エリア)16a上に入射光を結像するレンズユニット2と、レンズユニット2を保持する台座マウントの一例としての台座3とを備えている。
レンズユニット2は、レンズユニット2本体を構成するバレル2aと、バレル2aに保持されるレンズ4(図3参照)とを有している。
図1は、本実施の形態にかかるカメラモジュール1を示す外観斜視図であり、図2は、図1に示すカメラモジュール1の分解斜視図である。
図1及び図2に示すように、カメラモジュール1は、レンズ4(図3参照)を保持し、撮像素子の一例としてのセンサ16の受光領域(撮像エリア)16a上に入射光を結像するレンズユニット2と、レンズユニット2を保持する台座マウントの一例としての台座3とを備えている。
レンズユニット2は、レンズユニット2本体を構成するバレル2aと、バレル2aに保持されるレンズ4(図3参照)とを有している。
台座3は、バレル収納部3aにレンズユニット2が収納されて、レンズモジュール5を構成する。また、台座3は素子収納部3bに、外光の特定の周波数成分を除去するフィルタ15と、受光領域16aに入射した光を電気信号に変換するセンサ16と、フィルタ15とセンサ16との間に配置された方形のガラスカバー17とが収納されている。
台座3は、接着剤(図示省略)を使って回路基板20に接着されている。回路基板20には、台座3が接着された位置とは反対側の端にコネクタ21が接続されている。台座3は、回路基板20に埋め込まれた図示しない回路パターンによってコネクタ21に電気的に接続されている。このコネクタ21は、図示しない外部機器と電気的に接続する機能を有する。
台座3は、接着剤(図示省略)を使って回路基板20に接着されている。回路基板20には、台座3が接着された位置とは反対側の端にコネクタ21が接続されている。台座3は、回路基板20に埋め込まれた図示しない回路パターンによってコネクタ21に電気的に接続されている。このコネクタ21は、図示しない外部機器と電気的に接続する機能を有する。
図3は、図1に示すカメラモジュール1の縦断面図である。
図3に示すように、カメラモジュール1は、台座3のバレル収納部3aにレンズユニット2を収納し、素子収納部3bにフィルタ15とセンサ16とガラスカバー17とを収納している。台座3は、接着剤(図示省略)を使って回路基板20に接着されている。
レンズユニット2は、レンズユニット2本体を構成するバレル2aと、バレル2aに保持されるレンズ4とを有して構成される。そして、バレル2a内にレンズ4が収納されて、接着剤8により接着されている。
図3に示すように、カメラモジュール1は、台座3のバレル収納部3aにレンズユニット2を収納し、素子収納部3bにフィルタ15とセンサ16とガラスカバー17とを収納している。台座3は、接着剤(図示省略)を使って回路基板20に接着されている。
レンズユニット2は、レンズユニット2本体を構成するバレル2aと、バレル2aに保持されるレンズ4とを有して構成される。そして、バレル2a内にレンズ4が収納されて、接着剤8により接着されている。
ここで、バレル2aの形状を図面を用いて説明する。
図4は、レンズユニット2を下方より見た斜視図である。
図4に示すように、バレル2aは、内部にレンズ4が収納されるレンズ収納部2e(図3又は図5参照)を有した略円筒形状である。バレル2aは、外光が入射する端面側に開口部2b(図2参照)が形成されている。バレル2aの外周面には雄ねじ部2cが形成されている。
バレル2aの内壁面には、凹部2dが周方向に均等に4箇所形成されている。凹部2dは、レンズ収納部2e(図3又は図5参照)の開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されている。即ち、凹部2dは、レンズ収納部2eの縦方向に溝形状として形成されている。
図4は、レンズユニット2を下方より見た斜視図である。
図4に示すように、バレル2aは、内部にレンズ4が収納されるレンズ収納部2e(図3又は図5参照)を有した略円筒形状である。バレル2aは、外光が入射する端面側に開口部2b(図2参照)が形成されている。バレル2aの外周面には雄ねじ部2cが形成されている。
バレル2aの内壁面には、凹部2dが周方向に均等に4箇所形成されている。凹部2dは、レンズ収納部2e(図3又は図5参照)の開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されている。即ち、凹部2dは、レンズ収納部2eの縦方向に溝形状として形成されている。
バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の凹部2dが形成される箇所は、他の部分に比して壁厚が薄くなる。レンズ4が圧入されるとき、レンズ収納部2eの内壁面にはレンズ4によって内側から押し広げられる力が作用する。よって、レンズ収納部2eの壁厚が薄い箇所(凹部2d)が、圧入されたレンズ4によって、他の部分よりも広く押し広げられる。
後述する組立工程においてバレル2aのレンズ収納部2eにレンズ4が圧入されるとき、この凹部2dが僅かに開いてバレル2aの内径は大きくなり、レンズ4が圧入される。よって、凹部2dは、バレル2aの内径とレンズ4の外径との僅かな寸法誤差を吸収する。そして、凹部2dの復元力によりレンズ収納部2eの内壁面がレンズ4のコバ部4b(図3参照)の外周面に密着して、圧入されたレンズ4は固定される。
後述する組立工程においてバレル2aのレンズ収納部2eにレンズ4が圧入されるとき、この凹部2dが僅かに開いてバレル2aの内径は大きくなり、レンズ4が圧入される。よって、凹部2dは、バレル2aの内径とレンズ4の外径との僅かな寸法誤差を吸収する。そして、凹部2dの復元力によりレンズ収納部2eの内壁面がレンズ4のコバ部4b(図3参照)の外周面に密着して、圧入されたレンズ4は固定される。
尚、本実施形態では、バレル2aの内壁面に4つの凹部2dが形成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、凹部2dが1つだけ形成されていても、バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の内径とレンズ4の外径との僅かな寸法誤差を吸収できる。
また、凹部2dが複数形成されるときには、バレル2aの中心(レンズ4の光軸)に関して中心対称に形成されれば、圧入されるレンズ4により凹部2dが中心対称に均等に開く。よって、圧入されたレンズ4の光軸はバレル2aの中心からずれることを抑制できる。
また、凹部2dが複数形成されるときには、バレル2aの中心(レンズ4の光軸)に関して中心対称に形成されれば、圧入されるレンズ4により凹部2dが中心対称に均等に開く。よって、圧入されたレンズ4の光軸はバレル2aの中心からずれることを抑制できる。
バレル2aは、例えば、黒色の液晶ポリマー(LCP)樹脂、ポリフタルアミド樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂等の遮光性を有し、且つ、リフロー温度に耐えられる耐熱性を有する合成樹脂により構成される。ここで、耐熱温度は200℃以上が望ましく、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
図3に戻って説明を続ける。
レンズ4は、外光を透過してセンサ16の受光領域(撮像エリア)16aに結像させるための光学素子である。即ち、レンズ4は、開口部2bから入射した外光がセンサ16の受光領域16aに結像するように所定の光学系を形成する。尚、本実施の形態では、レンズユニット2は1枚のレンズ4で構成されているが、レンズは2枚或いはそれ以上であっても構わない。所定の光学系は、単一のレンズ又は複数枚のレンズ群で構成される。
複数のレンズが収納されるレンズユニットでは、レンズ収納部2eのうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に凹部2d(図4参照)が形成されるようにしてもよい。最も外側のレンズをレンズ収納部2eに圧入して固定することで、他のレンズも固定される。
レンズ4は、外光を透過してセンサ16の受光領域(撮像エリア)16aに結像させるための光学素子である。即ち、レンズ4は、開口部2bから入射した外光がセンサ16の受光領域16aに結像するように所定の光学系を形成する。尚、本実施の形態では、レンズユニット2は1枚のレンズ4で構成されているが、レンズは2枚或いはそれ以上であっても構わない。所定の光学系は、単一のレンズ又は複数枚のレンズ群で構成される。
複数のレンズが収納されるレンズユニットでは、レンズ収納部2eのうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に凹部2d(図4参照)が形成されるようにしてもよい。最も外側のレンズをレンズ収納部2eに圧入して固定することで、他のレンズも固定される。
レンズ4は、光軸方向から見て円形に形成されている。レンズ4は、外部から入射される光を集光して出射する光学機能面4aを中央に有し、その外周に光学機能面4aを保護するコバ部4bが環状に形成されている。
レンズ4は、例えば、透明なシリコーン系樹脂等の合成樹脂やガラスなど耐熱性を有する材料で構成される。カメラモジュール1全体がリフロー炉に入れられることから、レンズ4の耐熱温度も、バレル2aと同じ200℃以上が望ましく、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
本実施形態では、レンズ4はバレル2aのレンズ収納部2e内に圧入され収納されて、接着剤8により接着される。
レンズ4は、例えば、透明なシリコーン系樹脂等の合成樹脂やガラスなど耐熱性を有する材料で構成される。カメラモジュール1全体がリフロー炉に入れられることから、レンズ4の耐熱温度も、バレル2aと同じ200℃以上が望ましく、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
本実施形態では、レンズ4はバレル2aのレンズ収納部2e内に圧入され収納されて、接着剤8により接着される。
接着剤8は、レンズ4のコバ部4bの外周面とバレル2aのレンズ収納部2eの内壁面とが形成する隙間に配されて、レンズ4とバレル2aとを固着している。
接着剤8は、熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤、例えばエポキシ系の耐熱接着剤が好ましく用いられる。カメラモジュール1が、回路基板20に貼り付けられリフロー炉に入れられて高温に晒されたときに、接着性能が損なわない耐熱接着剤が好まれる。ここで、接着剤8の耐熱温度は200℃以上が望ましく、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
また、接着剤8は、高温下での収縮率が小さいことが望まれ、例えばフィラー入り接着剤が好ましく採用される。フィラーとして、例えばガラス繊維が用いられる。具体的には、硬化収縮率は2.12%のスリーボンド社製の一液性加熱硬化型エポキシ樹脂2252(フィラー入り)や、硬化時収縮率は3.1%のグルーラボ社製の一液性熱硬化型エポキシ樹脂GL−2001(フィラー入り)が用いられる。
接着剤8は、熱硬化型又は紫外線硬化型の接着剤、例えばエポキシ系の耐熱接着剤が好ましく用いられる。カメラモジュール1が、回路基板20に貼り付けられリフロー炉に入れられて高温に晒されたときに、接着性能が損なわない耐熱接着剤が好まれる。ここで、接着剤8の耐熱温度は200℃以上が望ましく、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
また、接着剤8は、高温下での収縮率が小さいことが望まれ、例えばフィラー入り接着剤が好ましく採用される。フィラーとして、例えばガラス繊維が用いられる。具体的には、硬化収縮率は2.12%のスリーボンド社製の一液性加熱硬化型エポキシ樹脂2252(フィラー入り)や、硬化時収縮率は3.1%のグルーラボ社製の一液性熱硬化型エポキシ樹脂GL−2001(フィラー入り)が用いられる。
レンズユニット2は、台座3のバレル収納部3aにねじ込まれ、ねじ作用により結像調整が行われる。そして、結像調整後に、レンズユニット2は、図示しない接着剤により台座3に固着される。これにより、カメラモジュール1の焦点合わせを実現する。
台座3は、レンズユニット2が取り付けられるバレル収納部3aと、フィルタ15やセンサ16、ガラスカバー17を収容して保持する素子収納部3bとが一体に構成されている。また、台座3は、バレル収納部3aの内部空間と素子収納部3bの内部空間とが連続するように構成されている。また、台座3は、内面から延びて内部空間を狭めるように形成されたフランジ部3dを有する。
台座3は、レンズユニット2が取り付けられるバレル収納部3aと、フィルタ15やセンサ16、ガラスカバー17を収容して保持する素子収納部3bとが一体に構成されている。また、台座3は、バレル収納部3aの内部空間と素子収納部3bの内部空間とが連続するように構成されている。また、台座3は、内面から延びて内部空間を狭めるように形成されたフランジ部3dを有する。
台座3のバレル収納部3aの内壁面には雌ねじ部3cが形成され、レンズユニット2の外周面に形成された雄ねじ部2cに対応している。そして、台座3のバレル収納部3aに、レンズユニット2が螺合して取り付けられる。後述する結像調節が完了したとき、レンズユニット2の下端面と台座3のバレル収納部3aの底面との間隔は約0.1mmである。
台座3の素子収納部3bは、下端面が回路基板20に接着剤(図示省略)により固着される。これにより、素子収納部3bは、回路基板20と共に、フィルタ15やセンサ16、ガラスカバー17に対して遮光する。なお、回路基板20は、柔軟性、屈曲性及び省スペース性を有する回路基板であり、一般的に、ポリイミド樹脂フィルム上に印刷又はエッチング等により回路が形成されてなるフレキシブルプリント基板で構成される。そして、回路基板20の一端に台座3が配置され、回路基板20の他方の端にコネクタ21が配置される(図1参照)。
台座3は、例えば、黒色の液晶ポリマー(LCP)樹脂、ポリフタルアミド樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂等の遮光性を有し、且つ、リフロー温度に耐えられる耐熱性を有する合成樹脂により構成される。台座3は、螺合されるバレル2aと同じ材料が好ましく、耐熱温度は200℃以上、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
台座3の素子収納部3bは、下端面が回路基板20に接着剤(図示省略)により固着される。これにより、素子収納部3bは、回路基板20と共に、フィルタ15やセンサ16、ガラスカバー17に対して遮光する。なお、回路基板20は、柔軟性、屈曲性及び省スペース性を有する回路基板であり、一般的に、ポリイミド樹脂フィルム上に印刷又はエッチング等により回路が形成されてなるフレキシブルプリント基板で構成される。そして、回路基板20の一端に台座3が配置され、回路基板20の他方の端にコネクタ21が配置される(図1参照)。
台座3は、例えば、黒色の液晶ポリマー(LCP)樹脂、ポリフタルアミド樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂等の遮光性を有し、且つ、リフロー温度に耐えられる耐熱性を有する合成樹脂により構成される。台座3は、螺合されるバレル2aと同じ材料が好ましく、耐熱温度は200℃以上、より好ましくは260〜300℃であることが望ましい。
フィルタ15は、外光の特定の波長成分を除去する薄板の部材である。本実施形態では、多層膜による光の干渉によって赤外光をカットする赤外線除去フィルタ(IRCF:Infrared Cut Filter)を用いている。フィルタ15は、台座3のフランジ部3dに接着されている。フィルタ15がフランジ部3dに取り付けられたとき、台座3の内部空間はバレル収納部3aと素子収納部3bの2つに仕切られる。このフィルタ15は、センサ16の近傍に配置されており、センサ16側を密閉して磨耗片を含む異物がセンサ16側に浸入することを防止している。
センサ16は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ(撮像素子)である。本実施形態では、CSP(Chip Scale Package)構造を有するセンサ16を用いている。センサ16は、レンズユニット2を介して受光領域16aに結像した光に応じて電気信号を生成し、出力する。
センサ16は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ(撮像素子)である。本実施形態では、CSP(Chip Scale Package)構造を有するセンサ16を用いている。センサ16は、レンズユニット2を介して受光領域16aに結像した光に応じて電気信号を生成し、出力する。
ガラスカバー17は、フィルタ15とセンサ16との間に配置されている。ガラスカバー17には、センサ16の受光領域16a側の面をガラスカバー17に向けた状態でセンサ16が固着されている。これにより、センサ16の受光領域16aに埃等が直接落ちることを防いでいる。
ガラスカバー17は、方形を有している。ガラスカバー17は、例えば、ガラス又は石英ガラス等の可視光に対して透光性を有する透明体により構成される。
ガラスカバー17は、方形を有している。ガラスカバー17は、例えば、ガラス又は石英ガラス等の可視光に対して透光性を有する透明体により構成される。
ガラスカバー17の出射面(図3における下面)側には、配線パターン17aが予め設けられている。そして、この配線パターン17aの電極とセンサ16とを接続するように複数の半田バンプ18が位置している。電極の位置に取り付けられた半田バンプ18によって、センサ16はガラスカバー17に固定されると共に、ガラスカバー17の電極と電気的に接続されている。
ここで、センサ16とガラスカバー17との離間距離は、半田バンプ18の大きさによって決定される。半田バンプ18の大きさを制御することは容易であるから、センサ16とガラスカバー17との位置決めを正確に行うことが可能である。また、複数の半田バンプ18により位置決めすることから、センサ16とガラスカバー17との離間距離は平均化される。
ここで、センサ16とガラスカバー17との離間距離は、半田バンプ18の大きさによって決定される。半田バンプ18の大きさを制御することは容易であるから、センサ16とガラスカバー17との位置決めを正確に行うことが可能である。また、複数の半田バンプ18により位置決めすることから、センサ16とガラスカバー17との離間距離は平均化される。
ガラスカバー17の出射面側の電極の別の位置には、半田バンプ19が配置されている。この半田バンプ19により、ガラスカバー17と回路基板20との間の電気的な接続が確保される。この半田バンプ19は、ガラスカバー17に固定されているセンサ16と回路基板20とが互いに離間するためのスペーサとしても用いられている。
回路基板20は、上述したように、例えば、ポリイミド樹脂フィルムを主体とするフレキシブルプリント基板で構成されている。本実施形態に使用する回路基板20は、厚さが約0.2mmである。また、回路基板20で台座3が取り付けられる領域の裏面にはポリイミド樹脂等でできた遮光板が貼り付けられても良い(図示省略)。尚、ガラス繊維とエポキシ樹脂を主材とする絶縁性材料で構成され、表面に銅等の導体層を形成し、更に導体層の上に絶縁体層を被せて保護するようにしても良い。
回路基板20は、上述したように、例えば、ポリイミド樹脂フィルムを主体とするフレキシブルプリント基板で構成されている。本実施形態に使用する回路基板20は、厚さが約0.2mmである。また、回路基板20で台座3が取り付けられる領域の裏面にはポリイミド樹脂等でできた遮光板が貼り付けられても良い(図示省略)。尚、ガラス繊維とエポキシ樹脂を主材とする絶縁性材料で構成され、表面に銅等の導体層を形成し、更に導体層の上に絶縁体層を被せて保護するようにしても良い。
(カメラモジュールの製造方法)
ここで、図1に示すカメラモジュール1の組み立て(製造)方法を説明する。
バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)にレンズ4が圧入される。シリンジ30(図5参照)によりバレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)に接着剤8が注入される。バレル2aの下側(接着剤8が注入される側)から紫外線が照射され接着剤8が硬化されて、レンズ4のコバ部4bの外周面とバレル2aの内壁面とが接着される。これにより、レンズユニット2が組み立てられる。
組み立てられたレンズユニット2は、台座3のバレル収納部3aに螺合されて仮固定される。
台座3の素子収納部3bの所定位置にフィルタ15が配置されて接着される。
ここで、図1に示すカメラモジュール1の組み立て(製造)方法を説明する。
バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)にレンズ4が圧入される。シリンジ30(図5参照)によりバレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)に接着剤8が注入される。バレル2aの下側(接着剤8が注入される側)から紫外線が照射され接着剤8が硬化されて、レンズ4のコバ部4bの外周面とバレル2aの内壁面とが接着される。これにより、レンズユニット2が組み立てられる。
組み立てられたレンズユニット2は、台座3のバレル収納部3aに螺合されて仮固定される。
台座3の素子収納部3bの所定位置にフィルタ15が配置されて接着される。
センサ16は、複数の半田バンプ18を介してガラスカバー17に固定される。その後、センサ16が取り付けられたガラスカバー17が、半田バンプ19によって回路基板20に固定させる。
レンズユニット2が仮固定された台座3が、接着剤(図示省略)によって回路基板20に接着される。
レンズユニット2から出射される光がセンサ16の受光領域16aにて結像するように、バレル収納部3a内でレンズユニット2の螺合が調節され、動かないように接着される。以上の手順により、カメラモジュール1が完成する。
レンズユニット2が仮固定された台座3が、接着剤(図示省略)によって回路基板20に接着される。
レンズユニット2から出射される光がセンサ16の受光領域16aにて結像するように、バレル収納部3a内でレンズユニット2の螺合が調節され、動かないように接着される。以上の手順により、カメラモジュール1が完成する。
(バレルの内壁面の凹部)
次に、バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の内壁面に形成される凹部2d(図4参照)について説明する。
図5は、レンズユニット2の縦断面図である。図4に合わせて、レンズユニット2のセンサ16(図3参照)側を上に配置して描画している。
図5に示すように、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成される凹部2d(図4参照)は、側壁面にテーパが形成されている。また、凹部2d(図4参照)は、底面が傾斜して形成されている。傾斜は、例えば、30度程度である。即ち、凹部2d(図4参照)の外周側は浅く、バレル2aの中心に向かって深くなるように傾斜して形成され、レンズ4に接触する底面の部分が最も深くなっている。
次に、バレル2aのレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の内壁面に形成される凹部2d(図4参照)について説明する。
図5は、レンズユニット2の縦断面図である。図4に合わせて、レンズユニット2のセンサ16(図3参照)側を上に配置して描画している。
図5に示すように、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成される凹部2d(図4参照)は、側壁面にテーパが形成されている。また、凹部2d(図4参照)は、底面が傾斜して形成されている。傾斜は、例えば、30度程度である。即ち、凹部2d(図4参照)の外周側は浅く、バレル2aの中心に向かって深くなるように傾斜して形成され、レンズ4に接触する底面の部分が最も深くなっている。
レンズ4がバレル2aのレンズ収納部2eに圧入されるとき、凹部2d(図4参照)の底面の最深部分は、レンズ4のコバ部4bの外周面の高さ(厚さ)方向のほぼ中心に位置している。即ち、レンズ4がバレル2aのレンズ収納部2eに圧入される圧入工程の前半段階では凹部2d(図4参照)が開くので、レンズ4はバレル2aに容易に入る。そして、バレル2aのレンズ収納部2eの底面に接触するまでレンズ4が更に圧入される後半段階では、レンズ4のコバ部4bの外周面の全体がバレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に接触してレンズ4をしっかりと締め付けて固定する。
このように、バレル2aのレンズ収納部2eに凹部2d(図4参照)が形成されることで、レンズ4の外径とバレル2aの内径との間に僅かな寸法誤差があったとしても、レンズ4はバレル2aに容易に圧入される。
このように、バレル2aのレンズ収納部2eに凹部2d(図4参照)が形成されることで、レンズ4の外径とバレル2aの内径との間に僅かな寸法誤差があったとしても、レンズ4はバレル2aに容易に圧入される。
圧入された後に凹部2d(図4参照)に接着剤8を配置してバレル2aとレンズ4とを接着する場合、凹部2d(図4参照)の側壁面のテーパによって凹部2d(図4参照)の開口部は広く形成される。よって、接着剤8を注入するシリンジ30の先端部分が凹部2d(図4参照)に入り易くなっている。
凹部2d(図4参照)の底面に形成された傾斜のために、接着剤8はレンズ4側に流れてレンズ4の外周面により広く接触する。レンズ4の接着に必要とされる接着剤8の量を少なくしている。
凹部2d(図4参照)の底面はレンズ4のコバ部4bの外周面の厚さ方向のほぼ中央に位置しているので、凹部2d(図4参照)に注入された接着剤8はレンズ4のコバ部4bの外周面に接触する。これにより、凹部2d(図4参照)に注入される接着剤8がバレル2aのレンズ収納部2eとレンズ4のコバ部4bの外周面との空隙に浸み込んで、レンズ4から出射される光がセンサ16へと届く光学系内に流れ込むことを抑制できる。また、後述する他の実施形態に比して凹部2d(図4参照)の底面が高いので、レンズ4の接着に必要とされる接着剤8の量を少なくできる。
凹部2d(図4参照)の底面に形成された傾斜のために、接着剤8はレンズ4側に流れてレンズ4の外周面により広く接触する。レンズ4の接着に必要とされる接着剤8の量を少なくしている。
凹部2d(図4参照)の底面はレンズ4のコバ部4bの外周面の厚さ方向のほぼ中央に位置しているので、凹部2d(図4参照)に注入された接着剤8はレンズ4のコバ部4bの外周面に接触する。これにより、凹部2d(図4参照)に注入される接着剤8がバレル2aのレンズ収納部2eとレンズ4のコバ部4bの外周面との空隙に浸み込んで、レンズ4から出射される光がセンサ16へと届く光学系内に流れ込むことを抑制できる。また、後述する他の実施形態に比して凹部2d(図4参照)の底面が高いので、レンズ4の接着に必要とされる接着剤8の量を少なくできる。
このように、本実施形態にかかるカメラモジュール1(図3参照)によれば、レンズ4はバレル2aのレンズ収納部2eに圧入されて収納されるので、レンズ4をバレル2aの所定位置に確実に固定できる。よって、圧入工程後のカメラモジュール1の組立工程において、圧入したレンズ4の位置がずれないので、レンズユニット2の取扱いが至便となり、カメラモジュール1の組立て作業性を向上させることができる。
ここで、凹部2d(図4参照)はレンズ収納部2eの開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されているので、縦方向に溝形状として形成される凹部2d(図4参照)の箇所はレンズ収納部2eの壁厚が薄く、圧入されるレンズ4によって容易に押し広げられる。
また、レンズ4がバレル2aに圧入されるとき、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)が開くようにレンズ4の外径とバレル2aの内径とが決定されて製作されているので、圧入されたレンズ4によって開かれた凹部2d(図4参照)の復元力により、レンズ4はレンズ収納部2eに固定できる。
ここで、凹部2d(図4参照)はレンズ収納部2eの開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されているので、縦方向に溝形状として形成される凹部2d(図4参照)の箇所はレンズ収納部2eの壁厚が薄く、圧入されるレンズ4によって容易に押し広げられる。
また、レンズ4がバレル2aに圧入されるとき、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)が開くようにレンズ4の外径とバレル2aの内径とが決定されて製作されているので、圧入されたレンズ4によって開かれた凹部2d(図4参照)の復元力により、レンズ4はレンズ収納部2eに固定できる。
更に、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面には凹部2d(図4参照)が1個又は複数個形成されているので、レンズ4がバレル2aに圧入されるとき、圧入されるレンズ4によって凹部2d(図4参照)が開いて、バレル2aの内径とレンズ4の外径との間の僅かな寸法誤差を吸収する。よって、レンズ4をバレル2aに容易に圧入でき、カメラモジュール1の製造時にレンズ4をバレル2aに圧入する圧入作業を容易に行うことができる。
更にまた、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)は、レンズ収納部2eに収納された複数のレンズのうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に形成されるので、その最も外側のレンズを凹部2d(図4参照)により固定することで複数のレンズすべてを固定できる。
更にまた、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成された凹部2d(図4参照)は、レンズ収納部2eに収納された複数のレンズのうち最も外側のレンズに対応する部分の内壁面に形成されるので、その最も外側のレンズを凹部2d(図4参照)により固定することで複数のレンズすべてを固定できる。
本実施形態にかかるカメラモジュール1によれば、略円筒形状のバレル2aの外周面に形成された雄ねじ部2cと台座3のバレル収納部3aの内壁面に形成された雌ねじ部3cとの螺合状態が調節されることによりレンズ4の結像調節を簡易に行えるので、カメラモジュール1の組立て作業性を向上させることができる。
ここで、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成される複数の凹部2d(図4参照)は、バレル2aの中心に対して中心対称に形成されるので、レンズ4が圧入されてバレル2aの凹部2d(図4参照)が開いたときでも、圧入されたレンズ4はバレル2aの中心からずれることはなく、レンズ4の光軸はバレル2aの中心からずれることを抑制することができる。
また、バレル2aの凹部2d(図4参照)は、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面にレンズ4を接着する接着剤8が注入されるので、バレル2aとレンズ4とを接着する接着剤8を所定の位置(凹部)に注入できる。
ここで、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面に形成される複数の凹部2d(図4参照)は、バレル2aの中心に対して中心対称に形成されるので、レンズ4が圧入されてバレル2aの凹部2d(図4参照)が開いたときでも、圧入されたレンズ4はバレル2aの中心からずれることはなく、レンズ4の光軸はバレル2aの中心からずれることを抑制することができる。
また、バレル2aの凹部2d(図4参照)は、バレル2aのレンズ収納部2eの内壁面にレンズ4を接着する接着剤8が注入されるので、バレル2aとレンズ4とを接着する接着剤8を所定の位置(凹部)に注入できる。
更に、バレル2aの凹部2d(図4参照)は、レンズ4の外周面との間に、シリンジ30の先端部分が入る程度に凹んでいるので、接着剤8注入時にシリンジ30の先端部分を位置決めできる。
更にまた、バレル2aの凹部2d(図4参照)は、レンズ4の外周面との間に接着剤8を収容できるので、凹部2d(図4参照)からの接着剤8の溢れや盛り上がりを抑制できる。
カメラモジュール1を搭載した採用した撮像装置(図示省略)は、例えば、真夏の炎天下や極寒地方の自動車内に放置されたときなど、過酷な温度環境に晒されることがある。そのような温度環境に起因するレンズ4やバレル2aの膨張や収縮によっても、接着剤8の接着効果によってレンズ4は所定位置に固定され、位置ずれを防ぐことができる。その結果、撮像品質を維持することができ、カメラモジュール1を搭載した採用した撮像装置の信頼性を高めることができる。
更にまた、バレル2aの凹部2d(図4参照)は、レンズ4の外周面との間に接着剤8を収容できるので、凹部2d(図4参照)からの接着剤8の溢れや盛り上がりを抑制できる。
カメラモジュール1を搭載した採用した撮像装置(図示省略)は、例えば、真夏の炎天下や極寒地方の自動車内に放置されたときなど、過酷な温度環境に晒されることがある。そのような温度環境に起因するレンズ4やバレル2aの膨張や収縮によっても、接着剤8の接着効果によってレンズ4は所定位置に固定され、位置ずれを防ぐことができる。その結果、撮像品質を維持することができ、カメラモジュール1を搭載した採用した撮像装置の信頼性を高めることができる。
(他の実施形態)
バレルの内壁面に形成される凹部の他の実施形態について説明する。
図6及び図7は、他の実施形態にかかるレンズモジュールの縦断面図である。図5と同じく、センサ16(図3参照)側を上に配置して描画している。
バレルの内壁面に形成される凹部の他の実施形態について説明する。
図6及び図7は、他の実施形態にかかるレンズモジュールの縦断面図である。図5と同じく、センサ16(図3参照)側を上に配置して描画している。
図6(a)に示すレンズユニット25において、バレル25aの内壁面に形成される凹部25dは、側壁面にテーパが形成されていない点、底面が傾斜しておらず水平に形成されている点、底面の最深部分がレンズ4のコバ部4bの上面(図では下方向)に位置している点、の3点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。
側壁面にテーパが形成されていないので、接着剤8を注入するシリンジ30の先端部分は側壁面に接触することなく凹部25dの底面まで容易に入れられる。凹部25dの底面付近でバレル25aの側壁面が均一なので、レンズ4のコバ部4bがレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の底面に接触するまで圧入するとき、凹部25dは容易に開き、レンズ4を容易に圧入できる。コバ部4bの上面まで形成された凹部25dの奥深くに接着剤8が注入されるので、接着剤8が盛り上がってレンズユニット25からはみ出すことはない。
側壁面にテーパが形成されていないので、接着剤8を注入するシリンジ30の先端部分は側壁面に接触することなく凹部25dの底面まで容易に入れられる。凹部25dの底面付近でバレル25aの側壁面が均一なので、レンズ4のコバ部4bがレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の底面に接触するまで圧入するとき、凹部25dは容易に開き、レンズ4を容易に圧入できる。コバ部4bの上面まで形成された凹部25dの奥深くに接着剤8が注入されるので、接着剤8が盛り上がってレンズユニット25からはみ出すことはない。
図6(b)に示すレンズユニット26において、バレル26aの内壁面に形成される凹部26dは、側壁面にテーパが形成されていない点、底面の最深部分がコバ部4bの上面に位置している点、の2点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。接着剤8を注入するシリンジ30の先端部分を凹部26dの底面まで容易に入れられる点、注入された接着剤8が凹部26d内に留まる点は、図6(a)に示したレンズユニット25と同じである。
図7(a)に示すレンズユニット27において、バレル27aの内壁面に形成される凹部27dは、底面が傾斜しておらず水平に形成されている点、底面の最深部分がコバ部4bの上面に位置している点、の2点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。コバ部4bがレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の底面に接触するまで圧入するとき、凹部27dは容易に開いてレンズ4を容易に圧入できる点、注入された接着剤8が凹部27d内に留まる点は、図6(a)に示したレンズユニット25と同じである。
図7(b)に示すレンズユニット28において、バレル28aの内壁面に形成される凹部28dは、底面の最深部分がコバ部4bの上面に位置している点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。注入された接着剤8が凹部28d内に留まる点は、図6(a)に示したレンズユニット25と同じである。
図7(a)に示すレンズユニット27において、バレル27aの内壁面に形成される凹部27dは、底面が傾斜しておらず水平に形成されている点、底面の最深部分がコバ部4bの上面に位置している点、の2点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。コバ部4bがレンズ収納部2e(図3又は図5参照)の底面に接触するまで圧入するとき、凹部27dは容易に開いてレンズ4を容易に圧入できる点、注入された接着剤8が凹部27d内に留まる点は、図6(a)に示したレンズユニット25と同じである。
図7(b)に示すレンズユニット28において、バレル28aの内壁面に形成される凹部28dは、底面の最深部分がコバ部4bの上面に位置している点で、図5に示すバレル2aの凹部2d(図4参照)と相違する。注入された接着剤8が凹部28d内に留まる点は、図6(a)に示したレンズユニット25と同じである。
1…カメラモジュール、2…レンズユニット、2a…バレル、2c…雄ねじ部、2d…凹部、2e…レンズ収納部、3…台座(台座マウント)、3a…バレル収納部、3b…素子収納部、3c…雌ねじ部、4…レンズ、4a…光学機能面、4b…コバ部、5…レンズモジュール、8…接着剤、16…センサ(撮像素子)、25,26,27,28…レンズユニット
Claims (10)
- 外部からの光を集光するレンズと、
圧入により前記レンズを収納するレンズ収納部を有し、当該レンズ収納部の内壁面に凹部が形成されたバレルと、
前記バレルを収納するバレル収納部と、前記レンズにて集光される光を受けて電気信号に変換して出力する撮像素子を収納する素子収納部とを有する台座マウントと
を有することを特徴とするレンズモジュール。 - 前記バレルの前記凹部は、当該バレルの前記レンズ収納部の開口側から底面の方向に向かう溝形状に形成されることを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール。
- 前記バレルは、圧入される前記レンズを当該バレルの前記凹部を開いて前記レンズ収納部に収納することを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール。
- 前記バレルの前記凹部は、前記レンズ収納部の前記内壁面に1個乃至4個形成されることを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール。
- 前記バレルは、当該バレルの前記レンズ収納部に複数の前記レンズを収納し、
前記バレルの前記凹部は、前記レンズ収納部のうち最も外側の前記レンズに対応する部分の前記内壁面に形成されることを特徴とする請求項1に記載のレンズモジュール。 - 外部から入射される光を集光する光学機能面と、当該光学機能面の外周に形成されるコバ部とを有する略円盤形状のレンズと、
圧入により前記レンズを収納するレンズ収納部を有し、当該レンズ収納部の内壁面に凹部が形成された略円筒形状のバレルと、
前記レンズにて集光される光を受けて電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記バレルを収納するバレル収納部と、前記撮像素子を収納する素子収納部とを有する台座マウントと
を有し、
前記バレルは、当該バレルの前記レンズ収納部の外周面に雄ねじ部が形成され、
前記台座マウントの前記バレル収納部は、前記バレルに形成された前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、
前記バレルの前記雄ねじ部は、当該雄ねじ部が前記台座マウントの前記バレル収納部の前記雌ねじ部に螺合されて、当該バレルが前記レンズの光軸方向に移動されて当該レンズを前記撮像素子に対して結像調節されることを特徴とするカメラモジュール。 - 前記バレルに形成された前記凹部は、前記レンズ収納部の前記内壁面であって当該バレルに対して中心対称の位置に均等に複数個形成されることを特徴とする請求項6に記載のカメラモジュール。
- 前記バレルの前記凹部は、当該バレルの前記レンズ収納部の前記内壁面に前記レンズを接着する接着剤が注入されることを特徴とする請求項6に記載のカメラモジュール。
- 前記バレルの前記凹部は、当該バレルの前記レンズ収納部に圧入される前記レンズの外周面との間に、接着剤を注入するシリンジの先端部分が入る程度に凹んで形成されていることを特徴とする請求項6に記載のカメラモジュール。
- 前記バレルの前記凹部は、当該バレルの前記レンズ収納部に圧入される前記レンズの外周面との間に、注入される接着剤を収容できる容量の空間を有して形成されることを特徴とする請求項6に記載のカメラモジュール。
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JP2008063792A JP2009222740A (ja) | 2008-03-13 | 2008-03-13 | レンズモジュール及びカメラモジュール |
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