JP2006067121A - カメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】形状や配置場所等に自由度を有し、小型で汎用性が優れ、携帯電話、携帯端末等の携帯機器に搭載可能なカメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器を提供する。
【解決手段】撮像素子７と、前記撮像素子の被写体側に複数の光学素子３，４，５、とを配設し、駆動可能な光学要素を有するカメラモジュールにおいて、前記複数の光学素子のうちの前記被写体側に配設された光学素子と前記撮像素子側に配設された光学素子の間であって、光軸方向から見て前記被写体側に配設された光学素子と重ならない領域に、前記光学要素を駆動する駆動手段が配設されるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器に関し、例えばカメラ付き携帯電話やカメラ付き携帯端末機器（ＰＤＡ）等の携帯機器に搭載されるカメラモジュールに関する。

近年、携帯電話や携帯端末機器（ＰＤＡ）等の多機能化が進み、カメラ機能を搭載したカメラ付き携帯電話やカメラ付き携帯端末機器か広く普及している。
また、これらのカメラ付き携帯電話やカメラ付き携帯端末機器においては、小型化、省スペース化等の要求が一層強くなってきており、このような要求に対応する従来技術として、例えば特許文献１では、携帯機器のヒンジ部内に撮像光学ユニットを内蔵したカメラ付き折畳式携帯機器が提案されている。これは、図４、図５に示すように、携帯機器のヒンジ部内に内蔵するようにした撮像光学ユニット（カメラモジュール）が、矢印Ａで示される被写体側から見て、撮影レンズである前玉レンズ、後玉レンズ、撮像素子（ＣＣＤ）、ズーム用駆動モータの順に配置して構成されている。
特開２００２−２９０５２３号公報

しかしながら、上記従来技術の撮像光学ユニット（カメラモジュール）においては、前玉レンズ、後玉レンズ、撮像素子（ＣＣＤ）、ズーム用駆動モータが、この順に撮影光軸方向に直列に配設されているため、撮像光学ユニットの外径寸法を小さくすることはできても、撮像光学ユニットの全長寸法が長くなり、携帯機器のヒンジ部等の特定の形状をした場所にしか搭載できず、形状や配置場所に対する自由度に問題を有していた。

本発明は、上記課題に鑑み、形状や配置場所等に自由度を有し、小型で汎用性が優れ、携帯電話、携帯端末等の携帯機器に搭載可能なカメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器を提供することを目的とするものである。

本発明は、以下のように構成したカメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器を提供するものである。
すなわち、本発明のカメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に複数の光学素子とを配設し、駆動可能な光学要素を有するカメラモジュールにおいて、前記複数の光学素子のうちの前記被写体側に配設された光学素子と前記撮像素子側に配設された光学素子の間であって、光軸方向から見て前記被写体側に配設された光学素子と重ならない領域に、前記光学要素を駆動する駆動手段が配設されていることを特徴としている。その際、前記駆動手段を、光軸方向から見て前記撮像素子側に配設された光学素子の投影形状寸法内で重なる領域に配設するように構成することができる。また、前記撮像素子側に配設された光学素子を、前記複数の光学素子のうちで、最も大きい投影形状寸法を有するものとすることができる。
また、本発明の携帯電話、携帯端末等の携帯機器は、上記したカメラモジュールを有することを特徴としている。

本発明によれば、形状や配置場所等に自由度を有し、小型で汎用性が優れ、携帯電話、携帯端末等の携帯機器に搭載可能なカメラモジュール、該カメラモジュールを有する携帯機器を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例により説明する。

［実施例１］
実施例１は、上記した本発明を適用してシャッタ機構を備えた小型カメラモジュールを構成したものである。
図１は本実施例の小型カメラモジュールの構成を示した図であり、図１（ａ）はカメラモジュール１を被写体側から見た図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１において、１は小型カメラモジュールであり、２は固定鏡筒で複数の撮影用レンズとモータ等の駆動装置を所定の位置に精度良く保持する為の部品であり、モールド材を切削又は、成形加工した部品で材料色は、黒色を採用している。
３は第１レンズであり、光学用ガラス又はモールド材を所定の形状に加工した光学部品で、固定鏡筒２に挿入される。
４は第２レンズであり、光学用ガラス又はモールド材を加工した光学部品で固定鏡筒２に挿入される。
５は第３レンズであり、光学用ガラス又はモールド材を、第１レンズ３、第２レンズ４の外径寸法よりも大きい径で加工した光学部品で固定鏡筒２に挿入される。
６は赤外カットフィルタで、平板ガラスを四角又は、円板状に加工した光学部品で、固定鏡筒２に挿入される。

本実施例においては、以上の４枚の光学部品の構成とされているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば固定鏡筒２に第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ５を保持するようにして、赤外カットフィルタ６はつぎに説明する撮像素子７の受光面側に貼り付けるような構成としてもよい。
７は撮像素子（以下、ＣＣＤと記す。）で、透過光を受光後、電気信号に変換するための電気部品で、複数の接続端子部があり半田等によりつぎに説明する電気配線部品８に接続されている。
８はＣＣＤ７からの電気信号を図示しない信号処理基板へ伝達するための電気配線部品（以下、ＦＰＣと記す。）である。
９は接着剤で、固定鏡筒２の最後部の全周に接着剤９を塗布しＦＰＣ８を固定し、第３レンズ５〜ＣＣＤ７間へのゴミの混入を防止することができる。
１０はシャッタユニットであり、つぎに説明する構成部品１１，１２，１３，１４等で構成されている。
１１はシャッターの開口部であり、不要光線を遮光している。
１２は上カバーであり、シャッター羽根１３を保護及び、防塵をするための部品である。

１３はシャッター羽根であり、黒色のモールド材料又は、金属（アルミ又はステンレス）の材料を選択した場合は、シャッター羽根１３の表面を黒色にメッキまたは塗装を行い、反射防止処理する。加工方法はプレスまたは切削加工を用い、これらにより薄い板状の部品に加工する。
１４は駆動モータであり、制御回路基板（図示ナシ）からの制御信号により駆動して、シャッター羽根１３を所定の速さで回動して、最適な光量をＣＣＤ７が受光して撮影を行う。

図１（ａ）で示された状態は、非撮影状態を示しており、ＣＣＤ７は非受光となっている。
固定鏡筒２とシャッターユニット１０の取付けは、固定鏡筒２先端部（被写体側）の開口部にシャッターユニット１０の凸部を挿入し、接着剤を塗布して固定する。
図１（ｂ）に示すように、固定鏡筒２の断面は略階段状の形状となっており、先端部（被写体側）には径が小さい第２レンズ、第３レンズを配設し、後部（ＣＣＤ７側）には径が大きい第４レンズを配設して、第２レンズ、第３レンズの側面で、第４レンズの前方にシャッタユニット１０のモータ１４を配設し、被写体側からカメラモジュール１を見た時は、固定鏡筒２が最大外形となり凸部の無いカメラモジュールとなる。

本実施例の構成によれば、前記撮像素子側に最も近い位置に配設された光学素子より被写体側であって、該光学素子の光軸方向の投影形状寸法内で重なりを有し、かつ前記被写体側に配設された光学素子の光軸に対する外周側に形成される領域、例えば被写体側に配設した小径の光学素子と、最も撮像素子側に配置した大径の光学素子との間に空間を設けることが可能となり、この空間部に上記シャッタ機構の駆動装置を配設するスペースを確保することができ、これにより駆動装置等の配置場所や形状等に自由度を持たせつつ、カメラモジュールの全長寸法を短くすることが可能となる。
［実施例２］
実施例２は、上記した本発明を適用して光量調整装置（以下、絞りユニットと記す）を備えた小型カメラモジュールを構成したものである。
図２は本実施例の小型カメラモジュールの構成を示した図であり、図２（ａ）はカメラモジュール１を被写体側から見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。また、図２（ｃ）はカメラモジュール１を被写体側から見た図であり、絞りユニットを構成する保護カバーを外したときの正面図である。なお、図２において、図１に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されている。

図２において、２０は小型カメラモジュールであり、２１は絞りユニットである。被写体側から順に、絞りユニット２１、固定鏡筒２、第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ５、赤外カットフィルタ６、撮像素子７、ＦＰＣ８が、所定の寸法で精度良く配置されている。
絞りユニット２１は、つぎに説明する構成部品２２，２３，２４，２５等で構成されている。
２２は駆動モータで、制御回路基板（図示ナシ）からの制御信号により回動する。
２３は保護カバーで、絞り羽根２５の保護と防塵をするための部品である。
２４は絞りユニット開口部で、有効光束よりも大きい寸法で加工した開口部である。
２５は絞り羽根で、駆動モータ２２の出力軸と接着剤等により固定されている。絞りバネ２５は、黒色のモールド材または、金属材であれば、薄い板状のアルミやステンレスをプレス加工又は、切削加工し、表面に黒色のメッキ、あるいは塗装処理を施されている。

略扇形状した部品で異なる２種類の絞り径２６、２７（図２（ｃ））と駆動モータ２２の出力軸とを固定するために、穴が精度良く所定の間隔で加工されている。
例えば、暗い室内で撮影を行なう際は、径の大きい絞り径２７を用いて、撮影を行なう際に最適な光量を得るようにする。
また、２種類の絞り径２６、２７に設定しているが、本発明はこのような２種類に限定されるものではなく、３種類以上の異なる径の開口部を設定してもよく、開口部にＮＤフィルタ（図示ナシ）を貼り付け、高輝度に対応できるように構成してもよい。

本実施例の構成によれば、前記撮像素子側に最も近い位置に配設された光学素子より被写体側であって、該光学素子の光軸方向の投影形状寸法内で重なりを有し、かつ前記被写体側に配設された光学素子の光軸に対する外周側に形成される領域、例えば被写体側に配設した小径の光学素子と、最も撮像素子側に配置した大径の光学素子との間に空間を設けることが可能となり、この空間部に上記光量調整装置（絞りユニット）の駆動装置を配設するスペースを確保することができ、これにより駆動装置等の配置場所やその形状等に自由度を持たせつつ、カメラモジュールの全長寸法を短くすることが可能となる。

［実施例３］
実施例３は、上記した本発明を適用してフォーカス調整機構を備えた小型カメラモジュールを構成したものである。
図３は本実施例の小型カメラモジュールの構成を示した図であり、図３（ａ）はカメラモジュール１を被写体側から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。なお、図３において、図１に示した構成と同様の構成には同一の符号が付されている。

図３において、３０は、固定鏡筒で、黒色のモールド材料を切削又は成形加工した部品で、内部には、第３レンズ５を所定の位置に保持する為の保持部と先端部（被写体側）には雌ネジ３１が設けてある。
３２は、移動鏡筒で、黒色のモールド材料を切削又は成形加工した部品で、内部には第１レンズ３、第２レンズ４を所定の位置に保持する為の保持部と外周面には固定鏡筒３０とネジ接合する雄ネジ部３３と先端部（被写体側）にはギア３４が加工されてある。
３５は、駆動モータで、移動鏡筒３２を光軸方向に移動させる為の動力装置である。
本実施例において、駆動モータ３５は、ステップモータを選定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＤＣモータ等でもよい。

３６は、伝達ギアでモールド材料を切削又は成形加工した部品で、駆動モータ３５の出力軸に接着材等で固定されている。
駆動制御回路基板（図示ナシ）からの制御信号により駆動モータ３５の出力軸が時計方向又は、反時計方向に回転することで、伝達ギア３６も同様に回転し、移動鏡筒３２の先端部に設けたギア部３４へ動力が伝達され移動鏡筒３２が被写体側又は撮像素子７側に移動してフォーカス調整を行う。

本実施例の構成によれば、前記撮像素子側に最も近い位置に配設された光学素子より被写体側であって、該光学素子の光軸方向の投影形状寸法内で重なりを有し、かつ前記被写体側に配設された光学素子の光軸に対する外周側に形成される領域、例えば被写体側に配設した小径の光学素子と、最も撮像素子側に配置した大径の光学素子との間に空間を設けることが可能となり、この空間部に上記フォーカス調整機構の駆動装置を配設するスペースを確保することができ、これにより駆動装置等の配置場所や形状等に自由度を持たせつつ、カメラモジュールの全長寸法を短くすることが可能となる。

本発明の実施例１における小型カメラモジュールの構成を示した図であり、（ａ）はカメラモジュールを被写体側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 本発明の実施例２における小型カメラモジュールの構成を示した図であり、（ａ）はカメラモジュールを被写体側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は絞りユニットを構成する保護カバーを外したときの正面図。 本発明の実施例３における小型カメラモジュールの構成を示した図であり、（ａ）はカメラモジュールを被写体側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 従来例のカメラ付き折畳式携帯機器の構成を示す斜視図。 図４の従来例のカメラ付き折畳式携帯機器に内蔵される撮像光学ユニットの縦断面図。

符号の説明

１：カメラモジュール
２：固定鏡筒
３：第１レンズ
４：第２レンズ
５：第３レンズ
６：赤外カットフィルタ
７：撮像素子（ＣＣＤ）
８：ＦＰＣ
９：接着剤
１０：シャッターユニット
１１：シャッター開口部
１２：シャッター上カバー
１３：シャッター羽根
１４：駆動モータ

Claims (9)

1. 撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に複数の光学素子とを配設し、駆動可能な光学要素を有するカメラモジュールにおいて、
   前記複数の光学素子のうちの前記被写体側に配設された光学素子と前記撮像素子側に配設された光学素子の間であって、光軸方向から見て前記被写体側に配設された光学素子と重ならない領域に、前記光学要素を駆動する駆動手段が配設されていることを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記駆動手段が、光軸方向から見て前記撮像素子側に配設された光学素子の投影形状寸法内で重なる領域に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記撮像素子側に配設された光学素子が、前記複数の光学素子のうちで、最も大きい投影形状寸法を有することを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 前記複数の光学素子は、撮像光学系であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
5. 前記駆動手段は、電磁駆動モータを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
6. 前記光学要素は、シャッターまたは絞りを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
7. 撮像素子と、前記撮像素子の被写体側に複数の光学素子とを配設したカメラモジュールにおいて、
   前記複数の光学素子のうちの前記被写体側に配設された光学素子と前記撮像素子側に配設された光学素子の間であって、光軸方向から見て前記被写体側に配設された光学素子と重ならない領域に、前記複数の光学素子のうちの少なくとも１つを駆動する駆動手段が配設されていることを特徴とするカメラモジュール。
8. 前記駆動手段は、前記複数の光学素子のうち少なくとも１つを光軸方向に駆動し、フォーカスを調整することを特徴とする請求項７に記載のカメラモジュール。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のカメラモジュールを有することを特徴とする携帯電話、携帯端末等の携帯機器。

Images