(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像モジュールであって、
レンズを保持するレンズホルダと、
画像センサチップを保持する基底部と、
前記レンズホルダと前記基底部との相互位置を少なくとも１つの方向で相対的に固定するための取り外し可能なロック手段と、を備え、
前記ロック手段は、前記基底部と前記レンズホルダの何れか一方に準備された、少なくとも軸方向に伸びる１つのリブと、さらに、前記基底部と前記レンズホルダの何れか他方に準備された、前記リブを軸方向に受け入れるとともに保持するための少なくとも１つの溝と、を備え、
前記リブは、前記溝とのかみ合いにより前記レンズホルダと前記基底部とが相対して回転することを禁止すると共に、前記溝に沿って軸方向に移動することを特徴とする画像モジュール。
【請求項２】
前記ロック手段は、前記少なくとも１つの方向の相対的な前記レンズホルダと前記基底部との移動に対する、前記レンズホルダと前記基底部との間のスナップ接続をもたらすように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の画像モジュール。
【請求項３】
前記レンズホルダと前記基底部とを結合するための結合手段をさらに備え、前記結合手段は、前記レンズホルダと前記基底部との相対的な回転の軸方向における、前記基底部に対するレンズホルダの移動をもたらすように設計されていることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の画像モジュール。
【請求項４】
前記ロック手段は、前記基底部と前記レンズホルダとの回転の力が大きいときは相対して回転することができ、前記基底部と前記レンズホルダとの回転の力が小さいときは相対して回転することができないように設計されていることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の画像モジュール。
【請求項５】
前記ロック手段は、軸方向における相対的な前記レンズホルダと基底部との移動を許容するように設計されていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の画像モジュール。
【請求項６】
前記結合手段は、前記レンズホルダの縁部、さらに前記基底部の縁部を備え、両縁部は、接触面を備え、前記接触面は、相互に接するように設計されていることを特徴とする請求項３ないし５の何れかに記載の画像モジュール。
【請求項７】
少なくとも１つの前記縁部の前記接触面は、軸方向と直角をなして広がる面に対して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の画像モジュール。
【請求項８】
相対的に外側軸方向に前記レンズホルダと前記基底部とを押すための押圧手段をさらに備え、前記押圧手段は、螺旋状のばねを備えることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の画像モジュール。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載の画像モジュールを備えることを特徴とする携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを保持するレンズホルダと、イメージセンサを保持する基底部（foot）と、を備える、画像モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような画像モジュールは知られており、そして、例えば、携帯電話の一部であるかも知れない。
【０００３】
画像モジュールのそのような適用の目的ため、画像モジュールの高さが可変であること、言い換えると、相対的に、レンズホルダと基底部とは、引き出し可能であるとともに取り外し可能であることが望まれる。可変の高さを有する画像モジュールは、使用する必要のないときにそのような画像モジュールの高さが縮められるのに対し、基底部に対するレンズホルダの引き出しにより動作状態にされることができる。さらに、鮮明な画像を得る目的のために、画像モジュールの動作状態におけるレンズとイメージセンサチップとの間の距離がレンズの焦点距離と等しいことは重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、正確に設定されたレンズとイメージセンサチップとの間の距離、そして望ましくは可変の高さも有する画像モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、少なくとも１つの方向において相対的にレンズホルダと基底部との相互位置（ｍｕｔｕａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を固定するための取り外し可能なロック手段を備え、ロック手段は、基底部とレンズホルダの何れか一方に準備された、少なくとも軸方向に伸びる１つのリブと、さらに、基底部とレンズホルダの何れか他方に準備された、リブを受け入れるとともに保持するための少なくとも１つの溝と、を備え、リブは、溝とのかみ合いによりレンズホルダと基底部とが相対して回転することを禁止すると共に、溝に沿って軸方向に移動する画像モジュールを用いて達成される。
【０００６】
本発明に従う画像モジュールの製造工程の間に、軸方向、すなわちレンズの対称の軸が伸びる方向、における相対的なレンズと画像モジュールとの間の距離は、レンズホルダと基底部との位置を変化させることにより、変化させることができる。このようにして、レンズとイメージセンサチップとの間の距離は、レンズの焦点距離に一致させることができる。一旦、距離が設定されれば、画像モジュールの少なくとも１つの起こりうる状態に対し、設定された距離が維持されるように、レンズホルダと基底部との相互位置は固定されることが望まれる。この目的のために、本発明に従う画像モジュールは、取り外し可能なロック手段を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の重要な形態によれば、少なくとも１つの方向の比較的大きい力をそれらの手段にかけることにより、ロック手段を取り外し、そして再び固定することが可能である。それゆえ、レンズとイメージセンサチップとの間の距離を調整した後は、通常の状態で、少なくとも軸方向に伸びる１つリブと少なくとも１つの溝とのかみ合いにより相対的なレンズホルダと基底部との回転方向の移動は、ロック手段により禁止されると共に、リブが溝に沿って軸方向に移動することを可能にする。
【０００８】
本発明に従う画像モジュールにおいて、結合手段は、レンズホルダと基底部とを結合するように準備される。本発明に従う画像モジュールの好ましい実施例において、そのような結合手段は、レンズホルダの下側と基底部の上側の両方で縁部（flanges）を備えており、ばねが基底部に対して外側軸方向にレンズホルダを押圧するように準備されている。この縁部は、相互に越えて移動できないので、一旦、縁部間の接触が確立されると、基底部に対するレンズホルダの外側への移動は、禁止される。縁部がなければ、ばねの作用の下、外側への移動が起こる。
【０００９】
本発明の重要な態様によれば、結合手段は、レンズの対称軸の方向である、回転方向のレンズホルダと基底部の相対的な回転の軸方向において、基底部に対するレンズホルダの移動をもたらすように設計される。既述の本発明の好ましい実施例において、結合手段は、レンズホルダの下側と基底部の上側とに縁部を備え、少なくとも１つの縁部の接触面が傾斜し、縁部の接触面は、他の縁部と接するようになっている面として定義される。画像モジュールの製造工程の間に、レンズとイメージセンサチップとの間の距離は、相対的なレンズホルダと基底部の回転を用いて、変更される。一旦、要求された距離が整えば、相対的なレンズホルダと基底部との回転を禁止することが望まれる。この目的のために、ロック手段は、そのような相互の回転移動を禁止するように設計されている。さらに、適当な実施例において、ロック手段は、画像モジュールが、それぞれ動作状態と非動作状態になることにより、基底部に対して引き出したり、引っ込めたりされ得るので、軸方向における相対的なレンズホルダと基底部との移動を禁止しない。ロック手段は、画像モジュールの動作状態で、レンズとイメージセンサチップとの間の距離が焦点距離と等しく、そして画像モジュールの非動作状態で、レンズとイメージセンサチップとの間の距離が焦点距離よりも短くなるように、回転方向において、レンズホルダと基底部の相互位置を固定してもよい。
【００１０】
本発明は、ここで、同様の構成が同じ参照符号で示される図面を参照して、より詳細に説明される。
【００１１】
図１および図３において、本発明に従う画像モジュール１の好ましい実施例が示されており、一方、図２は画像モジュール１の２つの主要な部品を示す。この画像モジュール１は、感光面（light-sensitive surface）１１を有するイメージセンサチップ１０、および、レンズ２０、を備えている。図１および図３において、レンズ２０の対称軸は、参照符号２１を用いて示されている。
【００１２】
以下において、用語”上（up）”と”下（under）”、そして導かれた用語は、図１と図３とに示される画像モジュールの方向位置に関係し、イメージセンサチップ１０が画像モジュール１の下側に位置し、レンズ２０が画像モジュール１の上側に位置する。この定義は任意であり、画像モジュール１が、図１と図３に示すものよりも全体的に異なる位置を有してもよいことが理解されるであろう。この定義は、それゆえ、本発明の範囲を制限する効果を有するものと見なされるべきではない。
【００１３】
画像モジュール１は、ほぼ中心に位置した貫通孔３１を有する基底部３０を備えている。図１ないし３に示される実施例において、孔３１の直径は、一定ではない。それよりも、孔３１の中央部３２は最も小さい直径を有するとともに、孔３１の上部３３は最も大きい直径を有する。孔３１の上部３３と中央部３２との間の移行部で、基底部３０は環状支持内面３４を備えている。孔３１の底に、イメージセンサチップ１０は、配置され、一方、孔３１の中央部の最上部で、赤外線フィルタ４０が配置されている。孔３１のそばで、基底部３０はさらに、基底部３０の最上部に配置された、外縁部３５を備えている。
【００１４】
レンズ２０は、実質的に開口端と閉口端とを有する中空のシリンダのように形成された、レンズホルダ５０により保持されている。閉口端において、貫通孔５１が備えられるとともに、レンズ２０がその貫通孔５１の下に配置されている。貫通孔５１はレンズ２０への光線の通過を制限するためのものであることが理解されるであろう。
【００１５】
レンズホルダ５０の下側は、内縁部５２を備えている。画像モジュール１の製造工程のあるステップの間に、レンズホルダ５０は、レンズホルダ５０が一時的に変形され内縁部５２が外縁部３５を越えて移動するまで、言い換えると、レンズホルダ５０が基底部３０上にスナップ固定（snap-fitted）されるまで、基底部３０の上で圧力をかけられる。
【００１６】
本発明に従う画像モジュール１は、レンズホルダ５０と支持面３４との間にのびる、螺旋状のばね６０を備えている。ばね６０は、基底部３０から離れてレンズホルダ５０を押圧するように傾斜している。それにもかかわらず、ばね６０が基底部３０の外縁部３５を外側方向に越えてレンズホルダ５０の内縁部５２を押圧することができないので、画像モジュール１の構成の部分を降下することは、不可能である。
【００１７】
本発明の重要な態様によれば、外縁部３５の接触面３６と内縁部５２の接触面５３の両方の高さのレベルは、回転方向内の異なる位置で異なる。結果として、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離は、相対的なレンズホルダ５０と基底部３０の回転手段により、正確に、設定されることができる。
【００１８】
明瞭化のために、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離の調整の基礎を成す原理が、図４ａないし図４ｄを用いて説明される。図４ａないし図４ｄは、基底部３０と外縁部３５とを表現する上ブロック７０、およびレンズホルダ５０と内縁部５２とを表現する下ブロック８０の側断面図である。外縁部３５の接触面３６を表現する、上ブロック７０の下面７１、および内縁部５２の接触面５３を表現する、下ブロック８０の上面８１の両方は、ギザギザの外観（toothed appearance）を有する。図４ａに示される相互位置において、ギザギザの面(toothed surface)７１、８１は、面７１、８１の間に空間がないように、完全に接する。図４ａに示される相互位置から開始し、図４ｂに示される相互位置は、相対的にブロック７０、８０を移動することにより得られ、ブロック７０、８０の間の接触が面７１、８１のギザギザの先端を介して維持される。図４ａと図４ｂの比較は、ブロック７０、８０が相互移動の結果として、押圧されて離れることと、上ブロック７０の上面７２と上ブロック８０の下面８２との間の距離Ｄが増加されることとを示す。
【００１９】
さらなる相互移動の結果は、図４ｃに示される。ブロック７０、８０の示された相互位置において、ギザギザの先端が相互に接し、距離Ｄは最大値である。ブロック７０、８０のさらなる移動により、図４ｄに示される相互位置が得られ、距離Ｄは最大値に対して短くなる。
【００２０】
ブロック７０、８０の相互移動は相対的なレンズホルダ５０の内縁部５２と基底部３０の外縁部３５の回転移動の現れであるので、接触面３６、５３が移動の回転軸に垂直に広がる平面に対して傾斜することが準備されれば、接触面３６、５３が回転方向の相互移動の軸方向におけるレンズホルダ５０と基底部３０の相互移動をどれだけもたらすことができるか理解されるであろう。
【００２１】
画像モジュール１の製造工程のあるステップの間において、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離は、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離がレンズ２０の焦点距離と等しくなるまで、相対的なレンズホルダ５０と基底部３０との回転を用いて、変更される。焦点距離を決定することは、適当な方法、例えば、イメージセンサチップ１０により生成される画像の鮮明さが不連続の間隔で確認されたときに、基底部３０に向けてレンズホルダ５０を移動することにより、実施されればよい。レンズホルダ５０が基底部３０に対して一旦正しい位置を有するように見えると、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の設定された距離を失わないために、相対的なレンズホルダ５０と基底部３０の回転を禁止することは重要である。
【００２２】
相対的なレンズホルダ５０と基底部３０との回転を禁止する目的のために、本発明に従う画像モジュール１は、内縁部５２の内周５４に形成されたブレーキ５５を備えている。示された例示において、ブレーキ５５は、回転方向に、内縁部５２の内周５４に渡って均等に隔離された溝５６を備えている。さらに、リブ３７が、基底部３０の外面３８上に備えられており、外縁部３５から基底部３０の底に伸びている。リブ３７の形状、次元、および位置は、一旦リブ３７が溝５６により受け入れられれば、回転方向の比較的大きな力がブレーキ５５からリブ３７が解放されるためには必要になる形態で、リブ３７の部分がブレーキ５５の溝５６により受けられてもよい。
【００２３】
本発明に従う画像モジュール１の製造工程において、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の要求された距離を設定するために、レンズホルダ５０と基底部３０とは、相対的に回転することを強いられる。回転の目的のために、比較的大きな力が回転方向に発生されることが必要となる。力がとても小さい場合、回転移動はブレーキ５５とリブ３７のかみ合せ（engagement）により、禁止されることが理解される。一旦、レンズホルダ５０と基底部３０との間の距離が設定されると、回転方向の基底部３０に対するレンズホルダ５０の関連した位置は、ブレーキ５５とリブ３７とのかみ合いを用いて固定される。しかしながら、リブ３７は、軸方向における相対的なレンズホルダ５０と基底部３０との移動がブレーキ５５とリブ３７とのかみ合いを用いて禁止されないように、溝５６において滑ることができる。これは、このようにレンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離の変化が許容されているので、非常に有利である。
【００２４】
従来技術の態様によれば、画像モジュールの製造工程のある段階で、回転方向の基底部３０に対するレンズホルダ５０の位置が、例えば、接着剤を用いて、恒久的な基底部３０へのレンズホルダ５０の接続により固定される。示されたブレーキ５５の適用の重要な利益は、一旦、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の要求された距離が整えば、回転方向のレンズホルダ５０と基底部３０の相互位置を固定するための追加の措置をとる必要がないことである。さらに、従来技術の態様に従う画像モジュールにおいて、当該距離がレンズホルダ５０と基底部３０とが相互に恒久的に接着された後、それ以上調整されることができないのに対し、本発明によれば、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の調整の可能性は維持される。したがって、距離が製造工程の間に間違って設定されたことが判明した場合において、従来技術の態様に従う画像モジュールが実用的な状態にされることができないのに対し、本発明に従う画像モジュール１はさらに調整されることができる。
【００２５】
画像モジュール１の動作状態において、縁部３５、５２の接触面３６、５３が相互に接するとともに、レンズ２０とイメージセンサチップ１０との間の距離が最大値となる。既述のように、画像モジュール１の製造工程の間に、画像モジュール１の動作状態で、鮮明な画像が得られるように、この距離はレンズ２０の焦点距離と等しく設定されてもよい。この画像モジュール１は、レンズホルダ５０と基底部３０とを相互に向かって押圧することにより、ばね６０が追加的に圧縮されるとともにリブ３７が溝５６を滑り、非動作状態にされることができる。追加のロック手段は、非動作状態の画像モジュール１を維持するために備えられていてもよく、例えば、レンズホルダ５０にかみ合うように設計されていてもよい。ロック手段は取り外し可能であるべきで、それにより、ユーザにロック手段からレンズホルダ５０を解放する設計の可能性を提供することが理解される。レンズホルダ５０が解放されるとすぐに、縁部３５、５２の接触面３６、５３が相互に接するまで、ばね６０の作用のもと基底部３０に対して外側の方向に押圧される。本発明に従う画像モジュール１が非動作状態である限り、レンズホルダ５０は、上方に振り向けられたレンズホルダ５０への押圧力を作用させるばね６０の作用の下、基底部３０に対して引き出された位置に維持される。  
リブ３７の数は、溝５６の数および形状と同じように、本発明の範囲で、自由に選択されてもよいことが理解されるであろう。本発明に従う画像モジュール１は、溝５６よりも少ないリブ３７を備えているのが好ましい。２つ以上のリブ３７が設けられる場合、全てのリブ３７が溝５６により同時に保持されることができるように、溝５６の位置は、リブ３７の位置に調整されることが重要である。
【００２６】
さらに、内縁部５２の内周５４に突起、および当該突起を受けるための基底部３０の外面３８に縦の溝を備えることが可能であることも理解される。
【００２７】
本発明の範囲が先に議論された例示で制限されず、しかし、幾つかの修正および改良が添付の請求項で定義された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることは当業者にとって明らかである。
【００２８】
画像モジュール１の他の設計が可能であり、示されるように基底部３０を越えるのではなく、レンズホルダ５０が基底部３０の内側に移動可能である。このような代替的な設計において、レンズホルダ５０は、外縁部を備えるとともに、基底部３０は、内縁部を備える。さらに、リブ３７と溝５６とは、基底部３０の内面とレンズホルダ５０の外縁部の外周に備えられる。
【００２９】
本発明の範囲内で、縁部３５、５２の示された傾斜した接触面３６、５３のよりも他の適当な手段は、相対的なレンズホルダ５０と基底部３０との回転を用いてレンズ２０とイメージセンサチップ１０の距離の調整するために、使用されてもよい。さらに、当該距離が他の方法で調整されてもよい。例えば、この距離は、軸方向にレンズホルダ５０を単に移動することにより、設定されてもよい。この距離は、そこで、軸方向のレンズホルダ５０と基底部３０との相対的な移動を禁止する、ブレーキを用いて、固定されてもよい。距離を設定し、固定するそのような方法は、図により説明される方法ほど好ましくなく、前の方法の場合、動作から非動作に、そして逆の場合も同様に、画像モジュール１の状態を変更することが可能ではないことが理解されるであろう。そのようなブレーキが設けられ、レンズホルダ５０と基底部３０との相対的な移動が軸方向で許容されている場合において、基底部３０に対してレンズホルダ５０を引き出したり、引っ込めたりすることは可能であり、画像モジュール１がスペースを節約することが重要である状況に適用されてもよい。
【００３０】
レンズホルダ５０と基底部３０との間の取り外し可能な接続を得る目的のために、レンズホルダ５０のブレーキ５５と基底部３０のリブ３７との示された組み合わせよりも、他の適当な手段が準備されていてもよい。好ましくは、手段が、レンズホルダ５０と基底部３０の異なる相互位置で、レンズホルダ５０と基底部３０との取り外し可能なスナップ接続(a detachable snap connection)で取得し得ることで、準備される。適当な実施例において、基底部３０からレンズホルダ５０を離すために必要な力は、それ自身使用する間に画像モジュール１動かす通常の力よりも大きく、それ故、期待されないレンズホルダ５０と基底部３０との離脱を避けられる。
【００３１】
前の、イメージセンサチップ１０を保持する基底部３０と、さらにレンズ２０を保持するためのレンズホルダ５０とを備える画像モジュール１は、記述される。基底部３０の上側とレンズホルダ５０の下側との両方は、傾斜した接触面３６、５３を有する縁部３５、５２を備えている。組み立てられた状態において、レンズホルダ５０は基底部３０にスナップ固定（snap-fit）され、縁部３５、５２は相互に越えて移動できず、基底部３０に対し引き出し可能、引っ込め可能である。
【００３２】
レンズホルダ５０の縁部５２の内周５４において、溝５６を備えたブレーキ５５が設けられている。さらに、リブ３７が基底部３０の外面３８に設けられている。溝５６によりリブ３７が受けられたとき、軸方向における基底部３０に対するレンズホルダ５０の移動が許容されるのに対して、基底部３０に対するレンズホルダ５０の回転が禁止される。
【００３３】
回転方向におけるレンズホルダ５０と基底部３０との相互位置は、溝５６とリブ３７との係合により固定される。縁部３５、５２の接触面３６、５３が傾斜されて、レンズ２０の焦点距離に設定され得る、レンズホルダ５０と基底部３０との間の最大軸距離（a maximum axial distance）が決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に従う画像モジュールの好ましい実施例の分解立体図である。
【図２】図１に示す画像モジュールのレンズホルダと基底部の斜視図である。
【図３】画像モジュールが動作状態の、図１に示す画像モジュールの側断面図である。
【図４ａ】画像モジュールのレンズとイメージセンサチップとの間の距離の調整の基礎を成す原理を説明する図である。
【図４ｂ】画像モジュールのレンズとイメージセンサチップとの間の距離の調整の基礎を成す原理を説明する図である。
【図４ｃ】画像モジュールのレンズとイメージセンサチップとの間の距離の調整の基礎を成す原理を説明する図である。
【図４ｄ】画像モジュールのレンズとイメージセンサチップとの間の距離の調整の基礎を成す原理を説明する図である。
【図１】
0004510810.tif 000002
【図２】
0004510810.tif 000003
【図３】
0004510810.tif 000004
【図４ａ】
0004510810.tif 000005
【図４ｂ】
0004510810.tif 000006
【図４ｃ】
0004510810.tif 000007
【図４ｄ】
0004510810.tif 000008