(57)【要約】【課題】撮像素子とレンズ群とを簡単な構成で高精度に位置決め固定することができるカメラモジュールを得ること。【解決手段】撮像素子６１を載置した基板６０と、この基板６０上に固定される鏡筒部材１０と、この鏡筒部材１０内に収納される複数のレンズ２０、４０とを有し、複数のレンズ２０、４０の光軸方向の位置は、該複数のレンズ２０、４０及び鏡筒部材１０を含む複数の光学要素の光軸方向基準面を光軸方向に突き合わせて定められ、複数のレンズ２０、４０のいずれか一つのレンズ４０の光軸と直交する方向の位置は、該一つのレンズ４０と鏡筒部材１０の光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められ、複数のレンズ２０、４０の一つのレンズ４０以外のレンズ２０の光軸に直交する方向の位置は、該一つのレンズ４０との光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を載置した基板と、
この基板上に固定される鏡筒部材と、
この鏡筒部材内に収納される複数のレンズとを有し、
上記複数のレンズの光軸方向の位置は、該複数のレンズ及び鏡筒部材を含む複数の光学要素の光軸方向基準面を光軸方向に突き合わせて定められ、
複数のレンズのいずれか一つのレンズの光軸と直交する方向の位置は、該一つのレンズと鏡筒部材の光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められ、
上記複数のレンズの上記一つのレンズ以外のレンズの光軸に直交する方向の位置は、該一つのレンズとの光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のカメラモジュールにおいて、
上記複数の光学要素には、基板と複数のレンズの間に位置し、その表裏が基板上の撮像素子及び最も基板側のレンズに突き合わされるスペーサ部材が含まれているカメラモジュール。
【請求項３】
請求項１または２記載のカメラモジュールにおいて、
上記複数のレンズは、鏡筒部材内に順に挿入した第１レンズと第２レンズからなり、第２レンズと鏡筒部材との間に光軸中心嵌合部が存在し、第１レンズと第２レンズの間に光軸中心嵌合部が存在しているカメラモジュール。
【請求項４】
請求項３記載のカメラモジュールにおいて、
第１レンズと第２レンズの間の光軸中心嵌合部は、第１レンズの下面から第２レンズの上面に向かって形成された基準突起と、第２レンズの上面から第１レンズの下面に向かって形成された、第１レンズの基準突起の内円筒面と嵌合する嵌合外筒状部からなるカメラモジュール。
【請求項５】
請求項４記載のカメラモジュールにおいて、
第１レンズと鏡筒部材の間、第１レンズと第２レンズの間、第２レンズとスペーサ部材の間、スペーサ部材と撮像素子の間に、互いに当接する光軸方向基準面が存在するカメラモジュール。
【請求項６】
請求項５記載のカメラモジュールにおいて、
第１レンズと第２レンズの間の光軸方向基準面は、上記第１レンズの基準突起の下面により構成されているカメラモジュール。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれか１項記載のカメラモジュールにおいて、
第１レンズの基準突起は、第１レンズの有効径外の仮想円上に間隔をおいて設けられているカメラモジュール。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか１項記載のカメラモジュールにおいて、
スペーサ部材は、絞機能を有しているカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラモジュールは携帯電話機や携帯ゲーム機などに搭載されており、２００〜５００万画素程度の比較的高い解像度を実現するタイプと、１０万画素程度の比較的低い解像度を実現するタイプとに大別される。本出願人は、後者のタイプのいわゆるＶＧＡ（Video Graphic Array）カメラモジュールの開発を進めている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１で本出願人が提案したカメラモジュールは、撮像素子を載置した基板と、この基板上に固定されるベースと、このベースに固定され複数のレンズを含むレンズ群を保持する鏡筒とを有している。ベースの内周面と鏡筒の外周面にはそれぞれ互いに螺合するネジ部が形成されており、これらネジ部の螺合深さ（螺合量）を調整して、基板に載置された撮像素子と鏡筒に保持されたレンズ群を相対移動させることにより、撮像素子とレンズ群の焦点合わせをしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２２６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このカメラモジュールは、レンズ群を鏡筒に位置決め固定するステップと、同鏡筒を、撮像素子（基板）を固定したベースに螺合させ光軸方向の位置を調整するステップとを要しており、組立作業性において改良の余地があった。
【０００６】
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、撮像素子とレンズ群とを簡単な構成で高精度に位置決めすることができるカメラモジュール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】
本発明のカメラモジュールは、撮像素子を載置した基板と、この基板上に固定される鏡筒部材と、この鏡筒部材内に収納される複数のレンズとを有し、上記複数のレンズの光軸方向の位置は、該複数のレンズ及び鏡筒部材を含む複数の光学要素の光軸方向基準面を光軸方向に突き合わせて定められ、複数のレンズのいずれか一つのレンズの光軸と直交する方向の位置は、該一つのレンズと鏡筒部材の光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められ、上記複数のレンズの上記一つのレンズ以外のレンズの光軸に直交する方向の位置は、該一つのレンズとの光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められていることを特徴としている。
【０００８】
複数の光学要素には、複数のレンズの他、基板と複数のレンズの間に位置し、その表裏が基板上の撮像素子及び最も基板側のレンズに突き合わされるスペーサ部材を含ませることができる。
【０００９】
複数のレンズは、具体的には鏡筒部材内に順に挿入した第１レンズと第２レンズから構成し、第２レンズと鏡筒部材との間に光軸中心嵌合部を設け、第１レンズと第２レンズの間に光軸中心嵌合部を設けることができる。
【００１０】
第１レンズと第２レンズの間の光軸中心嵌合部は、第１レンズの下面から第２レンズの上面に向かって形成された基準突起と、第２レンズの上面から第１レンズの下面に向かって形成された、第１レンズの基準突起の内円筒面と嵌合する嵌合外筒状部とから構成できる。
【００１１】
好ましい一態様では、第１レンズと鏡筒部材の間、第１レンズと第２レンズの間、第２レンズとスペーサ部材の間、スペーサ部材と撮像素子の間に、互いに当接する光軸方向基準面を形成することができる。
【００１２】
第１レンズと第２レンズの間の光軸方向基準面は、上記第１レンズの基準突起の下面により構成することができる。
【００１３】
第１レンズの基準突起は、第１レンズの有効径外の仮想円上に間隔をおいて設けることができる。
【００１４】
スペーサ部材には、絞機能を与えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像素子とレンズ群とを簡単な構成で高精度に位置決め固定することができるカメラモジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のカメラモジュールの一実施形態を示す組立完了状態の縦断面図である。
【図２】同カメラモジュールの鏡筒部材単体の斜視図である。
【図３】同カメラモジュールの第１レンズ単体の斜視図である。
【図４】同カメラモジュールの第２レンズ単体の斜視図である。
【図５】同カメラモジュールのスペーサ部材単体の斜視図である。
【図６】同カメラモジュールの組立途中の斜視図である。
【図７】同カメラモジュールの組立途中の別の状態を示す斜視図である。
【図８】同カメラモジュールの組立完成状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本実施形態のカメラモジュール１００は、鏡筒部材１０、この鏡筒部材１０内に順に挿入される第１レンズ２０、絞板３０、第２レンズ４０、フィルタ７０及びスペーサ板５０を有し、さらに、撮像素子６１を搭載した基板６０を備えている。撮像素子６１を搭載した基板６０は、市販品として供給されるものであり、鏡筒部材１０に最終的に結合される。撮像素子６１以外の要素は、合成樹脂材料の成形品からなっている。図１はこれら要素を組み合わせて結合した組立完了状態を示しており、以下の説明では、便宜上、図１の上部を各要素の上部とし、カメラモジュール１００の光軸方向をＸ方向、光軸と直交する方向をＹ方向とする。
【００１８】
各要素を説明する。鏡筒部材１０は、図２に上下を反転させて単体形状を示すように、下方の矩形の台枠部１１と、この矩形台枠部１１より小径の上方の円筒状部１２を有し、円筒状部１２の上端部は光束取入穴１３を有する上端板部１４で閉塞されている。矩形台枠部１１と円筒状部１２の間は、光軸直交壁（遮光壁）１５で接続されている。円筒状部１２の内円筒面（光軸中心嵌合部）１２Ａの内径Ｄ１は、第１レンズ２０と第２レンズ４０の光軸直交Ｙ方向の位置基準となるもので、高精度に成形されている。上端板部１４の内面には、その周縁部に、環状の光軸Ｘ方向基準面１４Ａが形成されている。以下、「光軸Ｘ方向基準面」は、光軸Ｘと直交する基準面を意味する。
【００１９】
第１レンズ２０は、図３に上下を反転させて単体形状を示すように、中心部の上側（光束取入穴１３側）に凸の正メニスカスレンズ部２１と、この正メニスカスレンズ部２１の周縁の環状平板部２２とを有し、この環状平板部２２の下方に、光軸中心の複数（図示例では、等角度間隔で３個）の弧状の基準突起（足部）２３が形成されている。基準突起２３は、第１レンズ２０の有効径部（正メニスカスレンズ部２１）の外側の仮想円上に設けられている。環状平板部２２は、鏡筒部材１０の内円筒面１２Ａに対して大きなクリアランスをもって嵌まる外径を有している（図１ではこのクリアランスを誇張して描いている）。つまり、環状平板部２２と内円筒面１２Ａの嵌合部分は、第１レンズ２０の光軸直交Ｙ方向の位置精度に関与しない。一方、複数の弧状の基準突起２３によって形成される不連続な内円筒面（光軸中心嵌合部）２３Ａは、高い寸法精度の径Ｄ２を有するように成形されている。環状平板部２２の上面周囲には、上端板部１４の光軸Ｘ方向基準面１４Ａに当接する光軸Ｘ方向基準面２２Ａが形成されており、環状平板部２２の下面の基準突起２３の内側は、光軸と直交する絞隙間形成面２２Ｂを構成し、基準突起２３の下面は、光軸Ｘ方向基準面２３Ｂを構成する。
【００２０】
第２レンズ４０は、上下を反転させた図４に示すように、中心部の上側（第１レンズ２０側）に凸の正メニスカスレンズ部４１と、この正メニスカスレンズ部４１の周縁の嵌合外筒状部４２と、この嵌合外筒状部４２のさらに周縁の位置決定環状部４３とを有している。嵌合外筒状部（光軸中心嵌合部）４２は、第１レンズ２０の基準突起２３の内円筒面２３Ａ内に高い嵌合精度で嵌合するもので、この光軸中心嵌合部分で、第２レンズ４０の第１レンズ２０に対する光軸直交Ｙ方向の位置精度が出される（第１レンズ２０と第２レンズ４０の光軸が正しく一致する）。また、位置決定環状部４３の外円筒面（光軸中心嵌合部）４３Ａは、円筒状部１２の内円筒面１２Ａに高い寸法精度で嵌合し、鏡筒部材１０の円筒状部１２に対する第２レンズ４０の光軸直交Ｙ方向の位置が定まる。つまり、鏡筒部材１０の円筒状部１２に嵌合される第１レンズ２０と第２レンズ４０は、内円筒面１２Ａと位置決定環状部４３（外円筒面４３Ａ）の嵌合関係、及び基準突起２３（内円筒面２３Ａ）と嵌合外筒状部４２の嵌合関係によって、光軸直交Ｙ方向の位置が定まる。
【００２１】
位置決定環状部４３の上面には、環状の光軸Ｘ方向基準面４３Ｂが形成されている。この光軸Ｘ方向基準面４３Ｂは、第１レンズ２０の基準突起２３の光軸Ｘ方向基準面２３Ｂと当接して第１レンズ２０と第２レンズ４０の光軸Ｘ方向の位置を定める。
【００２２】
また、位置決定環状部４３の下面には、光軸中心の複数（図示例では、等角度間隔で３個）の弧状の基準突起（足部）４４が形成されており、この基準突起４４の下面は、光軸Ｘ方向基準面４４Ａを構成している。
【００２３】
第２レンズ４０の嵌合外筒状部４２の上面には、環状の絞隙間形成面４２Ａが形成されており、この絞隙間形成面４２Ａと第１レンズ２０の絞隙間形成面２２Ｂとの間には、基準突起２３の光軸Ｘ方向基準面２３Ｂと位置決定環状部４３の光軸Ｘ方向基準面４３Ｂが当接した状態で、絞収納隙間（空間）Ｐ（図１）が形成されている。遮光材料からなる絞板３０の厚さは、この絞収納隙間Ｐより薄く設定されており、外径は、複数の基準突起２３によって形成される内円筒面２３Ａの径Ｄ２より若干小さく形成されている。従って、絞板３０は、第１レンズ２０と第２レンズ４０の間で、浮動状態で（圧縮されることなく）支持されることとなり、絞板３０の中心開口３１によって、第１レンズ２０と第２レンズ４０の有効径の外側に入射する有害光束を遮光することができる。
【００２４】
スペーサ板５０は、鏡筒部材１０の矩形台枠部１１内に収納されるもので、組立の途中工程で、以上の第１レンズ２０、絞板３０、第２レンズ４０及びフィルタ７０を鏡筒部材１０内に仮保持する作用と、基板６０を鏡筒部材１０に結合した状態において、第１レンズ２０、第２レンズ４０及び基板６０（撮像素子６１）を正しい位置に保持する作用とを有する。このスペーサ板５０は、図５に上下を反転した単体形状を示すように、全体として矩形をなし、中心部に光束透過開口５１を有し、周辺部に、一対の互いに反対方向に突出する仮保持突起５２を有している。仮保持突起５２には、径方向外方に開いたＵ字溝５３が形成されている。スペーサ板５０の上下面には、環状の光軸Ｘ方向基準面５０Ａと５０Ｂが形成されている。光束透過開口５１は、絞板３０とともに、絞（開口絞）機能を有する。第２レンズ４０の基準突起４４の内側は、スペーサ板５０の光軸Ｘ方向基準面５０Ａとの間に、フィルタ７０の収納空間を形成する凹部４５を構成している。
【００２５】
一方、鏡筒部材１０の矩形台枠部１１の内面には、このＵ字溝５３に対応させて一対の突条１６が形成されており、スペーサ板５０を矩形台枠部１１内に嵌めるとき同時に、Ｕ字溝５３に突条１６を嵌めることで、大まかな矩形台枠部１１に対するスペーサ板５０の位置規制ができる（図６）。そして、この状態において突条１６の先端を熱かしめして熱かしめ頭部１６Ｐを形成すると（図７）、スペーサ板５０が鏡筒部材１０に対して仮保持される。この状態においては、鏡筒部材１０の上下を反転させても鏡筒部材１０内の第１レンズ２０、絞板３０、第２レンズ４０、フィルタ７０及びスペーサ板５０は脱落することがない。
【００２６】
基板６０は、以上の仮組立が完成した鏡筒部材１０の矩形台枠部１１内に、その撮像素子６１を挿入した状態において、その周縁を矩形台枠部１１の開口端面１１Ａに接着固定する。矩形台枠部１１内に位置した撮像素子６１は、その周縁部の撮像に関係しない位置決め面（光軸Ｘ方向基準面）６１Ａが、スペーサ板５０の光軸Ｘ方向基準面５０Ｂに当接する。この当接力によって、スペーサ板５０は上方に押されてその光軸Ｘ方向基準面５０Ａが第２レンズ４０の光軸Ｘ方向基準面４４Ａに当接し、さらに、光軸Ｘ方向基準面４３Ｂと第１レンズ２０の光軸Ｘ方向基準面２３Ｂの当接関係、光軸Ｘ方向基準面２２Ａと鏡筒部材１０の光軸Ｘ方向基準面１４Ａの当接関係によって、全ての光学要素の光軸Ｘ方向の位置が定まる。上述のように、第１レンズ２０と第２レンズ４０の光軸直交Ｙ方向の位置は、鏡筒部材１０の内円筒面１２Ａと第２レンズ４０の外円筒面４３Ａの嵌合精度、及び第１レンズ２０の基準突起２３（内円筒面２３Ａ）と第２レンズ４０の嵌合外筒状部４２の嵌合精度によって定まっているから、以上で全ての光学要素の光軸Ｘ方向と光軸直交Ｙ方向の位置が定まり、第１レンズ２０及び第２レンズ４０による被写体像が正しく撮像素子６１上に結像する。
【００２７】
鏡筒部材１０の開口端面１１Ａは、基板６０（撮像素子６１）の位置基準ではない。つまり、撮像素子６１を鏡筒部材１０の矩形台枠部１１に挿入したとき、該基板６０と開口端面１１Ａとの間には、誇張して示す隙間Ｑが生じるように寸法が設定されており、以上の位置決め状態で、接着剤１７によって両者が結合される。
【００２８】
以上の構成のカメラモジュール１００は、組立完成状態（使用状態）では、光束取入穴１３から鏡筒部材１０内に進入した撮影光束が、第１レンズ２０の正メニスカスレンズ部２１、第２レンズ４０の正メニスカスレンズ部４１、フィルタ７０及びスペーサ板５０の光束透過開口５１を透過して、撮像素子６１上に結像する。結像に関与する各光学要素の光軸Ｘ方向の位置及び光軸直交Ｙ方向の位置は、上記組立行程で高精度に制御（確保）されており、何らの調整を必要としない。
【００２９】
以上の実施形態では、鏡筒部材１０内に挿入する光学要素の一つとして、第２レンズ４０と撮像素子６１（基板６０）との間にスペーサ板５０を介在させたが、第２レンズ４０にスペーサ板該当部分を一体に成形することで、別部材としてのスペーサ板５０は省略することが可能である。
【００３０】
以上の実施形態では、弧状の基準突起２３によって内円筒面２３Ａが構成されているため、該基準突起２３の弾性変形によって第２レンズ４０の嵌合外筒状部（光軸中心嵌合部）４２を嵌合させることができるという利点があるが、連続した環状基準突起によって内円筒面を構成してもよい。
【００３１】
また、以上の実施形態は、鏡筒部材１０内に２枚のレンズ（第１レンズ２０と第２レンズ４０）を収納したカメラモジュール１００に本発明を適用したものであるが、複数のレンズのいずれか一つのレンズの光軸と直交する方向の位置が、該一つのレンズと鏡筒部材の嵌合精度で定められ、この一つのレンズ以外のレンズの光軸に直交する方向の位置が、該一つのレンズとの光軸中心嵌合部の嵌合精度で定められるという関係を満足すれば、３枚以上のレンズを用いたカメラモジュールにも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  カメラモジュール
１０  鏡筒部材
１１  矩形台枠部
１１Ａ  開口端面
１２  円筒状部
１２Ａ  内円筒面（光軸中心嵌合部）
１３  光束取入穴
１４  上端板部
１４Ａ  光軸方向基準面
１５  光軸直交壁
１６  突条
１６Ｐ  熱かしめ頭部
１７  接着剤
２０  第１レンズ
２１  正メニスカスレンズ部
２２  環状平板部
２２Ａ  光軸方向基準面
２２Ｂ  絞隙間形成面
２３  基準突起
２３Ａ  内円筒面（光軸中心嵌合部）
２３Ｂ  光軸方向基準面
３０  絞板
３１  中心開口
４０  第２レンズ
４１  正メニスカスレンズ部
４２  嵌合外筒状部（光軸中心嵌合部）
４２Ａ  絞隙間形成面
４３  位置決定環状部
４３Ａ  外円筒面（光軸中心嵌合部）
４３Ｂ  光軸方向基準面
４４  基準突起
４４Ａ  光軸方向基準面
５０  スペーサ板
５０Ａ  ５０Ｂ  光軸方向基準面
５１  光束透過開口
５２  仮保持突起
５３  Ｕ字溝
６０  基板
６１  撮像素子
６１Ａ  位置決め面（光軸方向基準面）
７０  フィルタ
Ｐ  絞収納隙間（空間）
【図１】
2010197816.tif 000003
【図２】
2010197816.tif 000004
【図３】
2010197816.tif 000005
【図４】
2010197816.tif 000006
【図５】
2010197816.tif 000007
【図６】
2010197816.tif 000008
【図７】
2010197816.tif 000009
【図８】
2010197816.tif 000010