レンズモジュール及びカメラモジュール
【課題】磨耗片が撮影品質に悪影響を与えることがないレンズモジュールを提供する。
【解決手段】カメラモジュール１は、外部から入射される光を集光して出射する第１及び第２のレンズ４，６と、レンズ４，６を保持するバレル２ａと、バレル２ａを収納するレンズ収納部３ａと、レンズ４，６から出射される光を受けるセンサ１６を収納する素子収納部３ｂとを有し、レンズ収納部３ａの内底面には素子収納部３ｂへ貫通する貫通孔３ｅが形成された台座３とを有する。
【解決手段】カメラモジュール１は、外部から入射される光を集光して出射する第１及び第２のレンズ４，６と、レンズ４，６を保持するバレル２ａと、バレル２ａを収納するレンズ収納部３ａと、レンズ４，６から出射される光を受けるセンサ１６を収納する素子収納部３ｂとを有し、レンズ収納部３ａの内底面には素子収納部３ｂへ貫通する貫通孔３ｅが形成された台座３とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等に搭載されるレンズモジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話機や監視用カメラ等に用いられる小型カメラモジュール等のレンズモジュールでは、レンズを収納したバレルが結像調節を兼ねたねじで台座に固定されている。このとき、螺合部にて生じた磨耗片がレンズモジュール内に留まることがある。
カメラモジュール内の磨耗片に関する公報記載の従来技術として、例えば、雄ねじ部が設けてあるホルダと、雌ねじ部が設けてあるホルダ受けとを有する光学機器ユニットが連結された小型撮像装置にて、雄ねじ部の一部に雄ねじ部の他の部分より小径の雄ねじ部を設け、この小径の雄ねじ部にプラスチック成形時の型の分離ラインを位置させて、小径の雄ねじ部のねじ山は、雌ねじ部のねじ山との間に所定の重なり量があるように設定する技術が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、小型のカメラモジュールやレンズモジュールにおいては、ねじを使ったレンズの結像調節が広く行われている。そして、結像調節の際に螺合部にて生じた磨耗片がレンズモジュール内に留まることがある。例えば、磨耗片が撮像領域に入り込むと、撮影された映像中に磨耗片が映り込み、撮影品質へ悪影響を与えることがある。
結像調節によって磨耗片が生じても、従来は、例えば、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ：Infrared Cut Filter）で、磨耗片が生じる空間と撮像素子が収納される空間とが区切られていて、しかも、ＩＲＣＦは撮像素子から離れた位置に配置されていた。よって、たとえ磨耗片がＩＲＣＦ上に載っても磨耗片は撮像素子から離れているので、磨耗片の写り込みによる撮影品質への影響が少なかった。
【０００５】
しかしながら、近年の技術革新により、カメラの薄型化や製造原価の低減等の目的のために、撮像素子が取り付けられたガラスカバーに例えばＩＲＣＦを直接形成したり、或いは、撮像素子に例えばＩＲＣＦを直接付着したりするようになった。このような構造上の変更により、磨耗片がガラスカバーや撮像素子に直接載る恐れがある。このとき、磨耗片と撮像素子とは近くなり、その結果、磨耗片の映り込みによる撮影品質への影響は大きくなってきた。
【０００６】
本発明は、磨耗片が撮影品質に悪影響を与えることがないレンズモジュール等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、外部から入射される光を集光して出射するレンズと、レンズを保持するバレルと、バレルを収納するバレル収納部と、レンズから出射される光を受ける撮像素子を収納する素子収納部とを有し、バレル収納部の内底面には素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントとを有することを特徴とする。
【０００８】
ここで、バレルは、バレルの外周面に雄ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面であってバレルの雄ねじが台座マウントのバレル収納部の雌ねじに螺合する螺合部に対応する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレルがバレル収納部に螺合される際に螺合部で発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
また、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、磨耗片が螺合部のどの位置で発生しても、複数の貫通孔を通じて素子収納部に排出できる。
更に、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の側の開口部が広く、素子収納部の側の開口部が狭いテーパを有する貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、発生した磨耗片を貫通孔から素子収納部に排出でき、排出された磨耗片が貫通孔からバレル収納部へ戻ることを抑制できる。
更にまた、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面が貫通孔に向かって下方に形成されていることを特徴とすれば、発生した磨耗片を効率よく貫通孔に落とすことができる。
更にまた、台座マウントのバレル収納部に摺動可能な状態で収納され、バレルを保持するバレル保持部と、バレル保持部の下端面と台座マウントのバレル収納部の内底面とに形成され、バレル保持部をレンズの光軸方向に移動させる移動手段とを更に有することを特徴とすれば、バレル保持部の移動によって発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
更にまた、移動手段は、バレル保持部の下端面に形成される凹部と、台座マウントのバレル収納部の内底面に形成される凸部とにより構成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面であってバレル保持部が摺動する軌跡上に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレル保持部の移動によって発生する磨耗片を効率よく貫通孔から排出できる。
【０００９】
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、レンズモジュールと、レンズモジュールにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子とを含み、レンズモジュールは、外部から入射される光を集光して撮像素子に結像するレンズと、レンズを保持する円筒形状のバレルと、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し、バレル収納部の内底面には素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントとを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、レンズモジュールのバレルは、バレルの外周面に雄ねじが形成され、レンズモジュールの台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内壁面に沿ってバレル収納部の内底面に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレルがバレル収納部に螺合される際に発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磨耗片が撮影品質に悪影響を与えることがないレンズモジュール等を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための第１の実施形態について詳細に説明する。
図１は、第１の実施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、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の分解斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、カメラモジュール１は、複数枚のレンズ４，６を保持し（図３参照）、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。
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において、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。
【００１４】
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（鏡筒）２ａと、バレル２ａに保持される第１及び第２のレンズ４，６（図３参照）とを有する。バレル２ａには、外光が入射する端面側に開口部２ｂが形成されている。また、バレル２ａには、外周面に雄ねじ２ｃが形成されている。
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の一例としてのレンズ収納部３ａと、センサ１６やガラスカバー１７を収容保持する素子収納部３ｂとが一体に構成されている。
【００１５】
レンズユニット２は、台座３のレンズ収納部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している。
バレル２ａ及び台座３は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）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、耐熱性を有する合成樹脂により構成される。
【００１６】
図３は、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の縦断面図である。
図３に示すように、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に保持される第１のレンズ４と第２のレンズ６とを有する。また、レンズユニット２は、第１及び第２のレンズ４，６の間に中間環５を備えている。更に、レンズユニット２は、レンズ押さえ７を有しており、第２のレンズ６を所定位置に保持している。
【００１７】
台座３は、レンズ収納部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透光孔が形成されている。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のレンズ収納部３ａには、内周面に雌ねじ３ｃが形成されている。
第１及び第２のレンズ４，６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、開口部２ｂから入射した外光が第１及び第２のレンズ４，６によってセンサ１６の受光領域１６ａに結像させるように、第１及び第２のレンズ４，６が所定の光学系を形成する。尚、第１の実施形態では、レンズユニット２は、第１及び第２のレンズ４，６という２枚のレンズで構成されるが、レンズは１枚或いは３枚であっても構わない。即ち、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。
第１及び第２のレンズ４，６は、例えば、透明なポリカーボネート（ＰＣ）樹脂や環状オレフィン（ＣＯＰ）樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコーン樹脂やガラスなど耐熱性を有する材料で構成される。
【００１８】
中間環５は、薄板円環形状を有している。中間環５は、例えば、カーボンブラックを練り込んだ延伸ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂等の合成樹脂フィルムで構成されている。中間環５は、第１のレンズ４と第２のレンズ６の面間距離を一定に保つと共に、通過光量を制限する絞り機能を有しており、光学系の開口径を決定する光学絞り、或いは、ゴースト、フレア等の不要光を遮光する遮光絞りとして使われる。
レンズ押さえ７は、略円環形状を有している。レンズ押さえ７は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等で構成される。図示しない接着剤にてバレル２ａの内壁面に接着されることで、第１及び第２のレンズ４，６を所定位置に取り付けて保持している。
【００１９】
ここで、台座３の形状を図面を用いて説明する。
図４は、台座３の斜視図であり、図５は、台座３の縦断面図である。図５（ａ）は、図４に示す断面位置Ｘ−Ｘ’における断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す拡大位置Ｐにおける断面の拡大図である。
図４に示すように、台座３は、レンズ収納部３ａの内底面の全周に複数の貫通孔３ｅが形成されている。貫通孔３ｅが形成される位置は、バレル２ａが螺合される雌ねじ３ｃの位置（螺合部）に対応している。より具体的には、貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの内壁面に沿って、レンズ収納部３ａの内底面に形成されている。貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの径方向に１００μｍ以下となる幅を有している。画像シミとして映り込む磨耗片の大きさが３０〜５０μｍ程度であるから、磨耗片を通過させるに足りる大きさである。
【００２０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの側の開口が広く、素子収納部３ｂの側が狭いテーパに形成されている。貫通孔３ｅをテーパとすることで、磨耗片が発生するレンズ収納部３ａ側の開口を大きくできると共に、フランジ部３ｄの強度を確保している。テーパは、例えば、内定面に対して４５°或いはそれ以上（例えば５０°）として、磨耗片が貫通孔３ｅを通過できるようにすることが好ましい。
また、台座３のフランジ部３ｄは、レンズ収納部３ａの内底面は透光孔から貫通孔３ｅに向かって下方に傾斜したスロープが形成されている。傾斜面（スロープ）は、レンズ収納部３ａ内で生じた磨耗片が貫通孔３ｅへ入り込むように極力内周側にまで形成されていることが好ましい。
【００２１】
図３に戻って説明を続ける。
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。第１の実施形態では、ＣＳＰ（Chip Scale Package）構造を有するセンサを用いている。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。
【００２２】
ガラスカバー１７は、レンズユニット２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（図３における下面）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。また、ガラスカバー１７は、センサ１６の受光領域１６ａ側の面（図３における下面）に外光の特定の波長成分を除去するフィルタ１５が貼り付けられている。第１の実施形態では、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。尚、フィルタ１５は、ガラスカバー１７とは別の部材とし、台座３のフランジ部３ｄに取り付けられてもよい。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の内部空間はレンズ収納部３ａと素子収納部３ｂの２つに仕切られる。
【００２３】
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とをつなぐ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との離間距離が平均化される。
【００２４】
ガラスカバー１７の出射面側の電極の別の位置に、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、例えば、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、表面に銅等の導体箔層を形成し、更に導体箔層の上に絶縁体層を被せて保護している。尚、ポリイミド樹脂を主体とするフレキシブルプリント基板で構成されても良い。
【００２５】
ここで、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の組み立て（製造）方法を説明する。
バレル２ａに第１のレンズ４が圧入される。その後に中間環５が収納される。そして、第１のレンズ４との間で中間環５を挟み込むように第２のレンズ６が圧入されて、レンズ押さえ７が嵌め込まれる。レンズ押さえ７とバレル２ａの内周壁との境に接着剤（図示省略）が塗布されて接着されて、レンズユニット２が組み立てられる。
その後、レンズユニット２が台座３のレンズ収納部３ａに仮螺合される。この仮螺合により生じる磨耗片は、圧縮空気によるエアブローによって吹き飛ばされて除去される。
【００２６】
一方、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、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が仮螺合された台座３は、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は、台座３のレンズ収納部３ａにて結像調整が行われ、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。
【００２７】
このように、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１によれば、レンズユニット２の雄ねじ２ｃと台座３のレンズ収納部３ａの雌ねじ３ｃとの螺合（ねじ嵌合）によって発生する磨耗片を、貫通孔３ｅを通じて素子収納部３ｂの受光領域１６ａから離れた場所に排出する。よって、排出された磨耗片は受光領域１６ａに入らないので、磨耗片によって発生する画像シミを抑止できる。カメラモジュール１の内部の形状を工夫するだけなので、製造原価をほとんど上げることなく、撮影品質の高いカメラモジュール１を提供できる。
【００２８】
図６は、他の例にかかるカメラモジュール２２の縦断面図である。
図６に示すように、カメラモジュール２２の台座２３は、バレル収納部の一例としてのレンズ収納部２３ａの雌ねじ２３ｃの下方に、全周にわたって環状凹部２３ｇが形成されている。環状凹部２３ｇは、バレル２ａの下端部が入り込んだときのバレル２ａとの隙間が３０μｍ以下となる幅を有している。レンズの結像調節には、光学設計の中心値に対して±１００μｍ程度の範囲を確保するために、５０μｍ程度の空間高さが望ましく、バレル２ａと環状凹部２３ｇの壁部との重なり代（しろ）として０．１ｍｍ程度必要であることから、深さは０．２ｍｍ以上あればよい。
レンズユニット２の結像調節によって生じた磨耗片は環状凹部２３ｇに入り、貫通孔２３ｅから素子収納部２３ｂに排出される。
【００２９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態にかかるカメラモジュール１は、レンズの焦点位置を調節することができないタイプ（標準タイプ）であった。これに対して、以下に説明する第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１は、レンズの焦点位置を変更できる、いわゆるモード切り替えタイプ（マクロタイプ）である。以下の説明では、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の構成部品と同一の構成部品は、同一の参照符号を付することで、説明を省略する。
【００３０】
図７は、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１を示す外観斜視図であり、図８は、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１の分解斜視図である。
図７及び図８に示すように、カメラモジュール３１は、レンズユニット２を螺合して保持するバレル保持部８を有している。また、カメラモジュール３１は、バレル保持部８に取り付けられる弾性部材の一例としてのばね１０と、ばね１０を押さえる弾性部材押圧手段の一例としてのばね押さえ９とを有している。更に、カメラモジュール３１は、バレル保持部８を摺動可能な状態で収納する台座マウントの一例としての台座３３を備えている。台座３３には、ばね押さえ９が取り付けられている。そして、ばね押さえ９と台座３３との間から後述するバレル保持部８のレバー８ａが突出している。
【００３１】
図９は、図７の断面Ｙ−Ｙ’の位置におけるカメラモジュール３１の縦断面図である。
図９に示すように、レンズユニット２は、バレル保持部８にねじ込まれる。バレル保持部８の上部にはばね１０が取り付けられ、ばね押さえ９が台座３３の所定位置に嵌め込まれることによって（図７及び図８参照）、バレル保持部８は台座３３のレンズ収納部３３ａに収納される。
【００３２】
ここで、バレル保持部８の形状を図面を用いて説明する。
図１０は、バレル保持部８の斜視図である。
バレル保持部８は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂等の遮光性を有する合成樹脂により構成される。
【００３３】
図１０に示すように、バレル保持部８は、概ね円筒形状であって、外周面にレバー８ａが突出して形成されている。このレバー８ａを操作することにより、バレル保持部８はレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転する。また、バレル保持部８は、内壁面にバレル２ａの雄ねじ２ｃ（共に図９参照）と螺合する雌ねじ８ｂが形成されている。
バレル保持部８は、側壁部の下端面８ｃに複数の（第２の実施形態では３つの）凹部８ｄが周方向にほぼ均等に形成されている。
【００３４】
ここで、台座３３の形状を図面を用いて説明する。
図１１は、台座３３の斜視図である。
図９及び図１１に示すように、台座３３は、バレル保持部８が収納されるバレル収納部の一例としてのレンズ収納部３３ａと、センサ１６やガラスカバー１７を収容保持する素子収納部３３ｂとが一体に構成されている。また、台座３３は、フランジ部３３ｄを有し、レンズ収納部３３ａの内部空間と素子収納部３３ｂの内部空間とが連続するように透光孔を形成している。
更に、台座３３は、レンズ収納部３３ａの内底面に、内壁面に沿って全周にわたって、複数の貫通孔３３ｅが形成されている。また、複数の貫通孔３３ｅの間に複数の凸部３３ｆが周方向にほぼ均等に形成されている。そして、バレル保持部８がレンズユニット２を収納した状態で台座３３にセットされると、この凸部３３ｆがバレル保持部８の下端面８ｃに形成された凹部８ｄ（図１０参照）に当接して、焦点調節機能を果たす。これについては、後述する。
【００３５】
図９に戻って説明を続ける。
ばね押さえ９は、後述するばね１０を押さえるように覆いかぶさった状態で取り付けられる円環部と、その円環部の周囲に形成されたスカート部とを有している。そして、スカート部が台座３３に嵌まり込むことで、ばね押さえ９は固定される。
【００３６】
ばね押さえ９は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の遮光性を有する合成樹脂により構成される。ばね押さえ９は、台座３３に嵌め込まれ使用されるので、カメラモジュール３１の使用環境下の温度における台座３３との膨張差を考慮して材料が選択される。例えば、台座３３と同じ材料が好ましい。
ばね１０は、略円環形状で、周方向に山と谷とが交互に且つ等間隔に複数形成された波状の薄板である。例えば、板厚が０．０５ｍｍ程度のリン青銅やＳＵＳ鋼板等の一般的なばね材で構成される。ばね１０は、ばね押さえ９と共に、バレル保持部８を上方から下方に向かって押し付けている。これにより、バレル保持部８の下端面８ｃ（図１０参照）が、レンズ収納部３３ａの内底面に当接する。
【００３７】
（焦点調節機能）
以上の構成を有するカメラモジュール３１における焦点調節機能について説明する。
図１２は、焦点調節機能を説明するための図である。
レバー８ａ（図１０参照）が操作されてバレル保持部８（図１０参照）が台座３３（図１１参照）のレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転されると、バレル保持部８の下端面８ｃ（図１０参照）は台座３３のレンズ収納部３３ａの内底面に接触した状態で摺動して回転する。このとき、ばね押さえ９とばね１０（共に図９参照）とによってバレル保持部８は台座３３に押し付けられる方向の力を受けるので、バレル保持部８が浮き上がることはない。
【００３８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部８ｄには、深さが異なる第１の保持位置８ｄ1及び第２の保持位置８ｄ2が傾斜面を挟んで接続されて形成されている。また、説明のために、台座３３の凸部３３ｆが、第１及び第２の保持位置８ｄ1，８ｄ2のそれぞれに係合した状態が表示されている。
バレル保持部８が回転されて、図１２（ａ）に示すように、第１の保持位置８ｄ1が凸部３３ｆに係合するとき、バレル保持部８はレンズユニット２（図９参照）の光軸方向の第１の焦点位置に移動する。これにより、レンズユニット２は、センサ１６（図９参照）の側に近い位置（第１の焦点位置）となる。このとき、レンズユニット２は、焦点位置が無限遠モード（標準撮影モード）となるように調整される。
レバー８ａ（図１０参照）が操作されてバレル保持部８が台座３３のレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転するとき、ばね押さえ９とばね１０（共に図９参照）とによってバレル保持部８は台座３３に押し付けられて、凹部８ｄは凸部３３ｆに当接された状態で摺動する。
【００３９】
図１２（ｂ）に示すように、第２の保持位置８ｄ2が凸部３３ｆに係合するとき、バレル保持部８はレンズユニット２（図９参照）の光軸方向の第２の焦点位置に移動する。これにより、バレル保持部８はセンサ１６（図９参照）から離れる位置（第２の焦点位置）に持ち上げられる。このとき、レンズユニット２は、焦点位置が接写モードとなるように調整される。
このように、レバー８ａ（図１０参照）を操作することによって、レンズユニット２（図９参照）を無限遠モード又は接写モードにセットすることができる。よって、台座３３の内底面に形成された凸部３３ｆとバレル保持部８の凹部８ｄとは、バレル保持部８をレンズユニット２（図９参照）の光軸方向に移動させる移動手段の一例として機能する。尚、カメラモジュール３１は、部品をすべて組み立てた後に焦点調節を行い、図示しない接着剤で接着することで、無限遠モードと接写モードの設定を確実にしている。
【００４０】
以上に説明したように、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１によれば、台座３３のレンズ収納部３３ａの内底面に形成された凸部３３ｆとバレル保持部８の側壁部の下端面８ｃに形成された凹部８ｄとが移動手段として機能し、バレル保持部８をレンズユニット２の光軸方向に移動させる。凸部３３ｆと凹部８ｄとの摺動によって生じる磨耗片は約５０μｍであり、凸部３３ｆに隣接して形成された貫通孔３３ｅの大きさは約１００μｍになるように製作されているので、磨耗片は貫通孔３３ｅを通って素子収納部３３ｂに排出される。排出された磨耗片は受光領域１６ａに入らない。よって、カメラモジュール３１は良好な撮影品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態にかかるカメラモジュールの外観斜視図である。
【図２】図１に示すカメラモジュールの分解斜視図である。
【図３】図１に示すカメラモジュールの縦断面図である。
【図４】図１に示すカメラモジュールの台座の斜視図である。
【図５】図１に示すカメラモジュールの台座の縦断面図である。
【図６】他の例にかかる台座の貫通孔付近を拡大した縦断面図である。
【図７】第２の実施形態にかかるカメラモジュールの外観斜視図である。
【図８】図７に示すカメラモジュールの分解斜視図である。
【図９】図７に示すカメラモジュールの縦断面図である。
【図１０】図７に示すカメラモジュールのバレル保持部の斜視図である。
【図１１】図７に示すカメラモジュールの台座の斜視図である。
【図１２】図７に示すカメラモジュールの焦点調節機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２２，３１…カメラモジュール、２…レンズユニット、２ａ…バレル、２ｂ…開口部、２ｃ…雄ねじ、３，２３，３３…台座（台座マウント）、３ａ，２３ａ，３３ａ…レンズ収納部（バレル収納部）、３ｂ，２３ｂ，３３ｂ…素子収納部、３ｃ，２３ｃ…雌ねじ、３ｄ，３３ｄ…フランジ部、３ｅ，２３ｅ，３３ｅ…貫通孔、４…第１のレンズ、５…中間環、６…第２のレンズ、７…レンズ押さえ、８…バレル保持部、８ａ…レバー、８ｂ…雌ねじ、８ｃ…下端面、８ｄ…凹部（移動手段）、９…ばね押さえ、１０…ばね、１５…フィルタ、１６…センサ（撮像素子）、１６ａ…受光領域（撮像エリア）、１７…ガラスカバー、１７ａ…配線パターン、１８，１９…半田バンプ、２０…回路基板、２１…コネクタ、２３ｇ…環状凹部、３３ｆ…凸部（移動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等に搭載されるレンズモジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば携帯電話機や監視用カメラ等に用いられる小型カメラモジュール等のレンズモジュールでは、レンズを収納したバレルが結像調節を兼ねたねじで台座に固定されている。このとき、螺合部にて生じた磨耗片がレンズモジュール内に留まることがある。
カメラモジュール内の磨耗片に関する公報記載の従来技術として、例えば、雄ねじ部が設けてあるホルダと、雌ねじ部が設けてあるホルダ受けとを有する光学機器ユニットが連結された小型撮像装置にて、雄ねじ部の一部に雄ねじ部の他の部分より小径の雄ねじ部を設け、この小径の雄ねじ部にプラスチック成形時の型の分離ラインを位置させて、小径の雄ねじ部のねじ山は、雌ねじ部のねじ山との間に所定の重なり量があるように設定する技術が存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、小型のカメラモジュールやレンズモジュールにおいては、ねじを使ったレンズの結像調節が広く行われている。そして、結像調節の際に螺合部にて生じた磨耗片がレンズモジュール内に留まることがある。例えば、磨耗片が撮像領域に入り込むと、撮影された映像中に磨耗片が映り込み、撮影品質へ悪影響を与えることがある。
結像調節によって磨耗片が生じても、従来は、例えば、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ：Infrared Cut Filter）で、磨耗片が生じる空間と撮像素子が収納される空間とが区切られていて、しかも、ＩＲＣＦは撮像素子から離れた位置に配置されていた。よって、たとえ磨耗片がＩＲＣＦ上に載っても磨耗片は撮像素子から離れているので、磨耗片の写り込みによる撮影品質への影響が少なかった。
【０００５】
しかしながら、近年の技術革新により、カメラの薄型化や製造原価の低減等の目的のために、撮像素子が取り付けられたガラスカバーに例えばＩＲＣＦを直接形成したり、或いは、撮像素子に例えばＩＲＣＦを直接付着したりするようになった。このような構造上の変更により、磨耗片がガラスカバーや撮像素子に直接載る恐れがある。このとき、磨耗片と撮像素子とは近くなり、その結果、磨耗片の映り込みによる撮影品質への影響は大きくなってきた。
【０００６】
本発明は、磨耗片が撮影品質に悪影響を与えることがないレンズモジュール等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、外部から入射される光を集光して出射するレンズと、レンズを保持するバレルと、バレルを収納するバレル収納部と、レンズから出射される光を受ける撮像素子を収納する素子収納部とを有し、バレル収納部の内底面には素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントとを有することを特徴とする。
【０００８】
ここで、バレルは、バレルの外周面に雄ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面であってバレルの雄ねじが台座マウントのバレル収納部の雌ねじに螺合する螺合部に対応する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレルがバレル収納部に螺合される際に螺合部で発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
また、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面に複数の貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、磨耗片が螺合部のどの位置で発生しても、複数の貫通孔を通じて素子収納部に排出できる。
更に、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の側の開口部が広く、素子収納部の側の開口部が狭いテーパを有する貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、発生した磨耗片を貫通孔から素子収納部に排出でき、排出された磨耗片が貫通孔からバレル収納部へ戻ることを抑制できる。
更にまた、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面が貫通孔に向かって下方に形成されていることを特徴とすれば、発生した磨耗片を効率よく貫通孔に落とすことができる。
更にまた、台座マウントのバレル収納部に摺動可能な状態で収納され、バレルを保持するバレル保持部と、バレル保持部の下端面と台座マウントのバレル収納部の内底面とに形成され、バレル保持部をレンズの光軸方向に移動させる移動手段とを更に有することを特徴とすれば、バレル保持部の移動によって発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
更にまた、移動手段は、バレル保持部の下端面に形成される凹部と、台座マウントのバレル収納部の内底面に形成される凸部とにより構成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内底面であってバレル保持部が摺動する軌跡上に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレル保持部の移動によって発生する磨耗片を効率よく貫通孔から排出できる。
【０００９】
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、レンズモジュールと、レンズモジュールにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子とを含み、レンズモジュールは、外部から入射される光を集光して撮像素子に結像するレンズと、レンズを保持する円筒形状のバレルと、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し、バレル収納部の内底面には素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントとを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、レンズモジュールのバレルは、バレルの外周面に雄ねじが形成され、レンズモジュールの台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、台座マウントは、台座マウントのバレル収納部の内壁面に沿ってバレル収納部の内底面に貫通孔が形成されていることを特徴とすれば、バレルがバレル収納部に螺合される際に発生する磨耗片を、貫通孔を通じて素子収納部の撮像領域から離れた場所に排出できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磨耗片が撮影品質に悪影響を与えることがないレンズモジュール等を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための第１の実施形態について詳細に説明する。
図１は、第１の実施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、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の分解斜視図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、カメラモジュール１は、複数枚のレンズ４，６を保持し（図３参照）、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。
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において、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。
【００１４】
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（鏡筒）２ａと、バレル２ａに保持される第１及び第２のレンズ４，６（図３参照）とを有する。バレル２ａには、外光が入射する端面側に開口部２ｂが形成されている。また、バレル２ａには、外周面に雄ねじ２ｃが形成されている。
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の一例としてのレンズ収納部３ａと、センサ１６やガラスカバー１７を収容保持する素子収納部３ｂとが一体に構成されている。
【００１５】
レンズユニット２は、台座３のレンズ収納部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している。
バレル２ａ及び台座３は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）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、耐熱性を有する合成樹脂により構成される。
【００１６】
図３は、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の縦断面図である。
図３に示すように、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に保持される第１のレンズ４と第２のレンズ６とを有する。また、レンズユニット２は、第１及び第２のレンズ４，６の間に中間環５を備えている。更に、レンズユニット２は、レンズ押さえ７を有しており、第２のレンズ６を所定位置に保持している。
【００１７】
台座３は、レンズ収納部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透光孔が形成されている。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のレンズ収納部３ａには、内周面に雌ねじ３ｃが形成されている。
第１及び第２のレンズ４，６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、開口部２ｂから入射した外光が第１及び第２のレンズ４，６によってセンサ１６の受光領域１６ａに結像させるように、第１及び第２のレンズ４，６が所定の光学系を形成する。尚、第１の実施形態では、レンズユニット２は、第１及び第２のレンズ４，６という２枚のレンズで構成されるが、レンズは１枚或いは３枚であっても構わない。即ち、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。
第１及び第２のレンズ４，６は、例えば、透明なポリカーボネート（ＰＣ）樹脂や環状オレフィン（ＣＯＰ）樹脂等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコーン樹脂やガラスなど耐熱性を有する材料で構成される。
【００１８】
中間環５は、薄板円環形状を有している。中間環５は、例えば、カーボンブラックを練り込んだ延伸ポリエステル（ＰＥＴ）樹脂等の合成樹脂フィルムで構成されている。中間環５は、第１のレンズ４と第２のレンズ６の面間距離を一定に保つと共に、通過光量を制限する絞り機能を有しており、光学系の開口径を決定する光学絞り、或いは、ゴースト、フレア等の不要光を遮光する遮光絞りとして使われる。
レンズ押さえ７は、略円環形状を有している。レンズ押さえ７は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等で構成される。図示しない接着剤にてバレル２ａの内壁面に接着されることで、第１及び第２のレンズ４，６を所定位置に取り付けて保持している。
【００１９】
ここで、台座３の形状を図面を用いて説明する。
図４は、台座３の斜視図であり、図５は、台座３の縦断面図である。図５（ａ）は、図４に示す断面位置Ｘ−Ｘ’における断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す拡大位置Ｐにおける断面の拡大図である。
図４に示すように、台座３は、レンズ収納部３ａの内底面の全周に複数の貫通孔３ｅが形成されている。貫通孔３ｅが形成される位置は、バレル２ａが螺合される雌ねじ３ｃの位置（螺合部）に対応している。より具体的には、貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの内壁面に沿って、レンズ収納部３ａの内底面に形成されている。貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの径方向に１００μｍ以下となる幅を有している。画像シミとして映り込む磨耗片の大きさが３０〜５０μｍ程度であるから、磨耗片を通過させるに足りる大きさである。
【００２０】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、貫通孔３ｅは、レンズ収納部３ａの側の開口が広く、素子収納部３ｂの側が狭いテーパに形成されている。貫通孔３ｅをテーパとすることで、磨耗片が発生するレンズ収納部３ａ側の開口を大きくできると共に、フランジ部３ｄの強度を確保している。テーパは、例えば、内定面に対して４５°或いはそれ以上（例えば５０°）として、磨耗片が貫通孔３ｅを通過できるようにすることが好ましい。
また、台座３のフランジ部３ｄは、レンズ収納部３ａの内底面は透光孔から貫通孔３ｅに向かって下方に傾斜したスロープが形成されている。傾斜面（スロープ）は、レンズ収納部３ａ内で生じた磨耗片が貫通孔３ｅへ入り込むように極力内周側にまで形成されていることが好ましい。
【００２１】
図３に戻って説明を続ける。
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。第１の実施形態では、ＣＳＰ（Chip Scale Package）構造を有するセンサを用いている。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。
【００２２】
ガラスカバー１７は、レンズユニット２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（図３における下面）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。また、ガラスカバー１７は、センサ１６の受光領域１６ａ側の面（図３における下面）に外光の特定の波長成分を除去するフィルタ１５が貼り付けられている。第１の実施形態では、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。尚、フィルタ１５は、ガラスカバー１７とは別の部材とし、台座３のフランジ部３ｄに取り付けられてもよい。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の内部空間はレンズ収納部３ａと素子収納部３ｂの２つに仕切られる。
【００２３】
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とをつなぐ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との離間距離が平均化される。
【００２４】
ガラスカバー１７の出射面側の電極の別の位置に、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、例えば、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、表面に銅等の導体箔層を形成し、更に導体箔層の上に絶縁体層を被せて保護している。尚、ポリイミド樹脂を主体とするフレキシブルプリント基板で構成されても良い。
【００２５】
ここで、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の組み立て（製造）方法を説明する。
バレル２ａに第１のレンズ４が圧入される。その後に中間環５が収納される。そして、第１のレンズ４との間で中間環５を挟み込むように第２のレンズ６が圧入されて、レンズ押さえ７が嵌め込まれる。レンズ押さえ７とバレル２ａの内周壁との境に接着剤（図示省略）が塗布されて接着されて、レンズユニット２が組み立てられる。
その後、レンズユニット２が台座３のレンズ収納部３ａに仮螺合される。この仮螺合により生じる磨耗片は、圧縮空気によるエアブローによって吹き飛ばされて除去される。
【００２６】
一方、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、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が仮螺合された台座３は、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は、台座３のレンズ収納部３ａにて結像調整が行われ、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。
【００２７】
このように、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１によれば、レンズユニット２の雄ねじ２ｃと台座３のレンズ収納部３ａの雌ねじ３ｃとの螺合（ねじ嵌合）によって発生する磨耗片を、貫通孔３ｅを通じて素子収納部３ｂの受光領域１６ａから離れた場所に排出する。よって、排出された磨耗片は受光領域１６ａに入らないので、磨耗片によって発生する画像シミを抑止できる。カメラモジュール１の内部の形状を工夫するだけなので、製造原価をほとんど上げることなく、撮影品質の高いカメラモジュール１を提供できる。
【００２８】
図６は、他の例にかかるカメラモジュール２２の縦断面図である。
図６に示すように、カメラモジュール２２の台座２３は、バレル収納部の一例としてのレンズ収納部２３ａの雌ねじ２３ｃの下方に、全周にわたって環状凹部２３ｇが形成されている。環状凹部２３ｇは、バレル２ａの下端部が入り込んだときのバレル２ａとの隙間が３０μｍ以下となる幅を有している。レンズの結像調節には、光学設計の中心値に対して±１００μｍ程度の範囲を確保するために、５０μｍ程度の空間高さが望ましく、バレル２ａと環状凹部２３ｇの壁部との重なり代（しろ）として０．１ｍｍ程度必要であることから、深さは０．２ｍｍ以上あればよい。
レンズユニット２の結像調節によって生じた磨耗片は環状凹部２３ｇに入り、貫通孔２３ｅから素子収納部２３ｂに排出される。
【００２９】
（第２の実施形態）
第１の実施形態にかかるカメラモジュール１は、レンズの焦点位置を調節することができないタイプ（標準タイプ）であった。これに対して、以下に説明する第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１は、レンズの焦点位置を変更できる、いわゆるモード切り替えタイプ（マクロタイプ）である。以下の説明では、第１の実施形態にかかるカメラモジュール１の構成部品と同一の構成部品は、同一の参照符号を付することで、説明を省略する。
【００３０】
図７は、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１を示す外観斜視図であり、図８は、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１の分解斜視図である。
図７及び図８に示すように、カメラモジュール３１は、レンズユニット２を螺合して保持するバレル保持部８を有している。また、カメラモジュール３１は、バレル保持部８に取り付けられる弾性部材の一例としてのばね１０と、ばね１０を押さえる弾性部材押圧手段の一例としてのばね押さえ９とを有している。更に、カメラモジュール３１は、バレル保持部８を摺動可能な状態で収納する台座マウントの一例としての台座３３を備えている。台座３３には、ばね押さえ９が取り付けられている。そして、ばね押さえ９と台座３３との間から後述するバレル保持部８のレバー８ａが突出している。
【００３１】
図９は、図７の断面Ｙ−Ｙ’の位置におけるカメラモジュール３１の縦断面図である。
図９に示すように、レンズユニット２は、バレル保持部８にねじ込まれる。バレル保持部８の上部にはばね１０が取り付けられ、ばね押さえ９が台座３３の所定位置に嵌め込まれることによって（図７及び図８参照）、バレル保持部８は台座３３のレンズ収納部３３ａに収納される。
【００３２】
ここで、バレル保持部８の形状を図面を用いて説明する。
図１０は、バレル保持部８の斜視図である。
バレル保持部８は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂等の遮光性を有する合成樹脂により構成される。
【００３３】
図１０に示すように、バレル保持部８は、概ね円筒形状であって、外周面にレバー８ａが突出して形成されている。このレバー８ａを操作することにより、バレル保持部８はレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転する。また、バレル保持部８は、内壁面にバレル２ａの雄ねじ２ｃ（共に図９参照）と螺合する雌ねじ８ｂが形成されている。
バレル保持部８は、側壁部の下端面８ｃに複数の（第２の実施形態では３つの）凹部８ｄが周方向にほぼ均等に形成されている。
【００３４】
ここで、台座３３の形状を図面を用いて説明する。
図１１は、台座３３の斜視図である。
図９及び図１１に示すように、台座３３は、バレル保持部８が収納されるバレル収納部の一例としてのレンズ収納部３３ａと、センサ１６やガラスカバー１７を収容保持する素子収納部３３ｂとが一体に構成されている。また、台座３３は、フランジ部３３ｄを有し、レンズ収納部３３ａの内部空間と素子収納部３３ｂの内部空間とが連続するように透光孔を形成している。
更に、台座３３は、レンズ収納部３３ａの内底面に、内壁面に沿って全周にわたって、複数の貫通孔３３ｅが形成されている。また、複数の貫通孔３３ｅの間に複数の凸部３３ｆが周方向にほぼ均等に形成されている。そして、バレル保持部８がレンズユニット２を収納した状態で台座３３にセットされると、この凸部３３ｆがバレル保持部８の下端面８ｃに形成された凹部８ｄ（図１０参照）に当接して、焦点調節機能を果たす。これについては、後述する。
【００３５】
図９に戻って説明を続ける。
ばね押さえ９は、後述するばね１０を押さえるように覆いかぶさった状態で取り付けられる円環部と、その円環部の周囲に形成されたスカート部とを有している。そして、スカート部が台座３３に嵌まり込むことで、ばね押さえ９は固定される。
【００３６】
ばね押さえ９は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフタルアミド（ＰＦＡ）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の遮光性を有する合成樹脂により構成される。ばね押さえ９は、台座３３に嵌め込まれ使用されるので、カメラモジュール３１の使用環境下の温度における台座３３との膨張差を考慮して材料が選択される。例えば、台座３３と同じ材料が好ましい。
ばね１０は、略円環形状で、周方向に山と谷とが交互に且つ等間隔に複数形成された波状の薄板である。例えば、板厚が０．０５ｍｍ程度のリン青銅やＳＵＳ鋼板等の一般的なばね材で構成される。ばね１０は、ばね押さえ９と共に、バレル保持部８を上方から下方に向かって押し付けている。これにより、バレル保持部８の下端面８ｃ（図１０参照）が、レンズ収納部３３ａの内底面に当接する。
【００３７】
（焦点調節機能）
以上の構成を有するカメラモジュール３１における焦点調節機能について説明する。
図１２は、焦点調節機能を説明するための図である。
レバー８ａ（図１０参照）が操作されてバレル保持部８（図１０参照）が台座３３（図１１参照）のレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転されると、バレル保持部８の下端面８ｃ（図１０参照）は台座３３のレンズ収納部３３ａの内底面に接触した状態で摺動して回転する。このとき、ばね押さえ９とばね１０（共に図９参照）とによってバレル保持部８は台座３３に押し付けられる方向の力を受けるので、バレル保持部８が浮き上がることはない。
【００３８】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、凹部８ｄには、深さが異なる第１の保持位置８ｄ1及び第２の保持位置８ｄ2が傾斜面を挟んで接続されて形成されている。また、説明のために、台座３３の凸部３３ｆが、第１及び第２の保持位置８ｄ1，８ｄ2のそれぞれに係合した状態が表示されている。
バレル保持部８が回転されて、図１２（ａ）に示すように、第１の保持位置８ｄ1が凸部３３ｆに係合するとき、バレル保持部８はレンズユニット２（図９参照）の光軸方向の第１の焦点位置に移動する。これにより、レンズユニット２は、センサ１６（図９参照）の側に近い位置（第１の焦点位置）となる。このとき、レンズユニット２は、焦点位置が無限遠モード（標準撮影モード）となるように調整される。
レバー８ａ（図１０参照）が操作されてバレル保持部８が台座３３のレンズ収納部３３ａ（図９参照）内で回転するとき、ばね押さえ９とばね１０（共に図９参照）とによってバレル保持部８は台座３３に押し付けられて、凹部８ｄは凸部３３ｆに当接された状態で摺動する。
【００３９】
図１２（ｂ）に示すように、第２の保持位置８ｄ2が凸部３３ｆに係合するとき、バレル保持部８はレンズユニット２（図９参照）の光軸方向の第２の焦点位置に移動する。これにより、バレル保持部８はセンサ１６（図９参照）から離れる位置（第２の焦点位置）に持ち上げられる。このとき、レンズユニット２は、焦点位置が接写モードとなるように調整される。
このように、レバー８ａ（図１０参照）を操作することによって、レンズユニット２（図９参照）を無限遠モード又は接写モードにセットすることができる。よって、台座３３の内底面に形成された凸部３３ｆとバレル保持部８の凹部８ｄとは、バレル保持部８をレンズユニット２（図９参照）の光軸方向に移動させる移動手段の一例として機能する。尚、カメラモジュール３１は、部品をすべて組み立てた後に焦点調節を行い、図示しない接着剤で接着することで、無限遠モードと接写モードの設定を確実にしている。
【００４０】
以上に説明したように、第２の実施形態にかかるカメラモジュール３１によれば、台座３３のレンズ収納部３３ａの内底面に形成された凸部３３ｆとバレル保持部８の側壁部の下端面８ｃに形成された凹部８ｄとが移動手段として機能し、バレル保持部８をレンズユニット２の光軸方向に移動させる。凸部３３ｆと凹部８ｄとの摺動によって生じる磨耗片は約５０μｍであり、凸部３３ｆに隣接して形成された貫通孔３３ｅの大きさは約１００μｍになるように製作されているので、磨耗片は貫通孔３３ｅを通って素子収納部３３ｂに排出される。排出された磨耗片は受光領域１６ａに入らない。よって、カメラモジュール３１は良好な撮影品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態にかかるカメラモジュールの外観斜視図である。
【図２】図１に示すカメラモジュールの分解斜視図である。
【図３】図１に示すカメラモジュールの縦断面図である。
【図４】図１に示すカメラモジュールの台座の斜視図である。
【図５】図１に示すカメラモジュールの台座の縦断面図である。
【図６】他の例にかかる台座の貫通孔付近を拡大した縦断面図である。
【図７】第２の実施形態にかかるカメラモジュールの外観斜視図である。
【図８】図７に示すカメラモジュールの分解斜視図である。
【図９】図７に示すカメラモジュールの縦断面図である。
【図１０】図７に示すカメラモジュールのバレル保持部の斜視図である。
【図１１】図７に示すカメラモジュールの台座の斜視図である。
【図１２】図７に示すカメラモジュールの焦点調節機能を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１，２２，３１…カメラモジュール、２…レンズユニット、２ａ…バレル、２ｂ…開口部、２ｃ…雄ねじ、３，２３，３３…台座（台座マウント）、３ａ，２３ａ，３３ａ…レンズ収納部（バレル収納部）、３ｂ，２３ｂ，３３ｂ…素子収納部、３ｃ，２３ｃ…雌ねじ、３ｄ，３３ｄ…フランジ部、３ｅ，２３ｅ，３３ｅ…貫通孔、４…第１のレンズ、５…中間環、６…第２のレンズ、７…レンズ押さえ、８…バレル保持部、８ａ…レバー、８ｂ…雌ねじ、８ｃ…下端面、８ｄ…凹部（移動手段）、９…ばね押さえ、１０…ばね、１５…フィルタ、１６…センサ（撮像素子）、１６ａ…受光領域（撮像エリア）、１７…ガラスカバー、１７ａ…配線パターン、１８，１９…半田バンプ、２０…回路基板、２１…コネクタ、２３ｇ…環状凹部、３３ｆ…凸部（移動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射される光を集光して出射するレンズと、
前記レンズを保持するバレルと、
前記バレルを収納するバレル収納部と、前記レンズから出射される光を受ける撮像素子を収納する素子収納部とを有し、当該バレル収納部の内底面には当該素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントと
を有することを特徴とするレンズモジュール。
【請求項２】
前記バレルは、当該バレルの外周面に雄ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面であって前記バレルの前記雄ねじが当該台座マウントの当該バレル収納部の前記雌ねじに螺合する螺合部に対応する位置に前記貫通孔が形成されてい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。
【請求項３】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面に複数の前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の側の開口部が広く、前記素子収納部の側の開口部が狭いテーパを有する前記貫通孔が形成されてい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。
【請求項５】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面が前記貫通孔に向かって下方に傾斜して形成されてい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。
【請求項６】
前記台座マウントの前記バレル収納部に摺動可能な状態で収納され、前記バレルを保持するバレル保持部と、
前記バレル保持部の下端面と前記台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面とに形成され、当該バレル保持部を前記レンズの光軸方向に移動させる移動手段と
を更に有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。
【請求項７】
前記移動手段は、
前記バレル保持部の下端面に形成される凹部と、
前記台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面に形成される凸部と
により構成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面であって前記バレル保持部が摺動する軌跡上に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
レンズモジュールと、
前記レンズモジュールにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子と
を含み、
前記レンズモジュールは、
外部から入射される光を集光して前記撮像素子に結像するレンズと、
前記レンズを保持する円筒形状のバレルと、
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し、当該バレル収納部の内底面には当該素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントと
を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項９】
前記レンズモジュールの前記バレルは、当該バレルの外周面に雄ねじが形成され、
前記レンズモジュールの前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内壁面に沿って当該バレル収納部の前記内底面に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラモジュール。
【請求項１】
外部から入射される光を集光して出射するレンズと、
前記レンズを保持するバレルと、
前記バレルを収納するバレル収納部と、前記レンズから出射される光を受ける撮像素子を収納する素子収納部とを有し、当該バレル収納部の内底面には当該素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントと
を有することを特徴とするレンズモジュール。
【請求項２】
前記バレルは、当該バレルの外周面に雄ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面であって前記バレルの前記雄ねじが当該台座マウントの当該バレル収納部の前記雌ねじに螺合する螺合部に対応する位置に前記貫通孔が形成されてい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。
【請求項３】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面に複数の前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の側の開口部が広く、前記素子収納部の側の開口部が狭いテーパを有する前記貫通孔が形成されてい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。
【請求項５】
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面が前記貫通孔に向かって下方に傾斜して形成されてい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。
【請求項６】
前記台座マウントの前記バレル収納部に摺動可能な状態で収納され、前記バレルを保持するバレル保持部と、
前記バレル保持部の下端面と前記台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面とに形成され、当該バレル保持部を前記レンズの光軸方向に移動させる移動手段と
を更に有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。
【請求項７】
前記移動手段は、
前記バレル保持部の下端面に形成される凹部と、
前記台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面に形成される凸部と
により構成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の前記内底面であって前記バレル保持部が摺動する軌跡上に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のレンズモジュール。
【請求項８】
レンズモジュールと、
前記レンズモジュールにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子と
を含み、
前記レンズモジュールは、
外部から入射される光を集光して前記撮像素子に結像するレンズと、
前記レンズを保持する円筒形状のバレルと、
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し、当該バレル収納部の内底面には当該素子収納部へ貫通する貫通孔が形成された台座マウントと
を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項９】
前記レンズモジュールの前記バレルは、当該バレルの外周面に雄ねじが形成され、
前記レンズモジュールの前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内周面に雌ねじが形成され、
前記台座マウントは、当該台座マウントの前記バレル収納部の内壁面に沿って当該バレル収納部の前記内底面に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のカメラモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１４７６６４（Ｐ２００９−１４７６６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２６２５（Ｐ２００７−３２２６２５）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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