(57)【要約】【課題】連続的なズーミングを可能としたズーム機能とオートフォーカス（ＡＦ）機能を有し、小型、軽量で、かつ、光軸方向の投影面積を小さく構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。【解決手段】オートフォーカス用光学レンズ群２４１とズーム用光学レンズ群２１１、２３１とがそれぞれに対応して設けられた駆動源６１、４１で光軸方向に駆動され、被写体像を撮像素子２５に結像させるカメラモジュール１において、駆動源６１、４１を撮像素子２５に対して光学レンズ群の逆側に配置し、オートフォーカス用光学レンズ群２４１を移動させる駆動源６１の駆動軸に、光軸と平行となるようにリードスクリューを設けてオートフォーカス用光学レンズ群２４１を保持する保持枠に螺合させ、オートフォーカス用光学レンズ群２４１を駆動するようにした。【選択図】図１
2007310167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とがそれぞれに対応して設けられた駆動源で光軸方向に駆動され、被写体像を撮像素子に結像させるカメラモジュールにおいて、
前記駆動源は前記撮像素子に対して前記光学レンズ群の逆側に配置され、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動させる駆動源の駆動軸に、光軸と平行となるようにリードスクリューが設けられて前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠に螺合されていることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記リードスクリューに、前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠を一方向に片寄せする弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載したカメラモジュール。
【請求項３】
前記ズーム用光学レンズ群を駆動する駆動源は、その駆動軸が光軸に対して垂直方向となるよう設けられて減速ギア列を介し、前記ズーム用光学レンズ群を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載したカメラモジュール。
【請求項４】
前記ズーム用光学レンズ群を駆動する駆動源は前記カメラモジュール一端側に設けられて該一端側とは逆端となる側に設けられたズーム用光軸方向駆動手段を駆動し、前記オートフォーカス用駆動源は、前記ズーム用光軸方向駆動手段とズーム用駆動源の間でズーム用光軸方向駆動手段近くに設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載したカメラモジュール。
【請求項５】
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とがそれぞれに対応して設けられた駆動源で光軸方向に駆動されて被写体像を撮像素子に結像させ、前記駆動源は前記撮像素子に対して前記光学レンズ群の逆側に配置され、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動させる駆動源の駆動軸に、光軸と平行となるようにリードスクリューが設けられて前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠に螺合されているカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ、前記カメラモジュールの前記レンズ駆動機構を操作する操作部とを有することを特徴とする携帯端末。
【請求項６】
前記カメラモジュールが、前記ケース体を開閉させる機構部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載した携帯端末。
【請求項７】
前記カメラモジュールが、前記ケース体の開閉機構側端部にケース体に対して回動可能に設けられていることを特徴とする請求項５に記載した携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関し、特に、小型軽量で光軸方向の投影面積を小さく構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の携帯電話などの携帯端末に使われるカメラモジュールは、撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳ等）の高画素化に伴ない、通常の電子カメラ（デジカメ）と同様な、高速、高精度なオートフォーカス（ＡＦ）機能や焦点距離の変化（ズーム）機能が要求され、さらに携帯端末そのものの小型化、軽量化等によって、必然的にカメラモジュールも小型化、軽量化に加え、光軸方向の投影面積を小さくすることなどが望まれている。
【０００３】
このような小型化したカメラモジュールに関する先行技術としては、本件出願人の出願になる特許文献１がある。この特許文献１に示されたカメラモジュールは、被写体側に設けられた固定レンズ群と、光軸方向に移動可能とした焦点距離変化用とフォーカス用の２つのレンズ群と、この２つのレンズ群を光軸方向に移動させるための単一のカム、及びこのカムを駆動するためのモータとで構成されている。
【０００４】
そしてカムとモータとは、それぞれの回転軸と駆動軸とが光学レンズ群の光軸と平行となるよう光学レンズ群と並列に配され、さらにカムには、焦点距離変化用レンズ群を変倍のために一定距離移動させた後、それ以上回転させても焦点距離変化用レンズ群を光軸方向に移動させないようにしたフォーカス用領域が設けられて、フォーカス用のレンズ群がそのフォーカス用領域で光軸方向に移動することでピントを合わせられるようになっており、テレとワイドの２種類の焦点距離切り替えとオートフォーカスとが可能となっている。
【０００５】
しかしながら、現在の一般的なデジタルカメラは、焦点距離は連続的に変化（ズーム）させることが普通であり、携帯端末に搭載するカメラモジュールも、こういった焦点距離を連続的に変化（ズーム）させながらピントのあった画像が得られるようにすることが望まれている。そのためには焦点距離変化用のレンズ群の連続的な移動機構と、この焦点距離変化用レンズ群の移動とは独立し、焦点合わせ用のレンズ群を連続的に移動させて、どのような焦点距離においてもピントが合わせられるようにしたピント合わせ用の機構が必要となる。
【０００６】
このように焦点距離変化用のレンズ群の移動機構と、ピント合わせ用レンズ群の移動機構とを別々に設けたカメラとしては、例えば本件出願人の出願になる特許文献２がある。この特許文献２に示されたカメラでは、光学系の側部空間にズームレンズ移動用カムとリードスクリューとを配し、かつ、これらカムとリードスクリューを駆動する２つのモータをカムの軸方向両端側に配している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２１５５３８号公報
【特許文献２】特開２００５−１７７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示されたカメラモジュールは、前記したようにテレとワイドの２種類の焦点距離切り替えが行えるだけであり、連続的な焦点距離変化は実現できない。また、光学レンズ群とカム及びモータとが並列に配されているため、必然的に光軸方向の投影面積が大きくなる。
【０００９】
一方、特許文献２に示されたカメラは、いわゆるコンパクトデジカメと称される小型デジカメであって、携帯端末等に組み込める大きさではない。しかも、この特許文献２に示された機構を例えそのまま小型化したとしても、光学系側部に配されたカムは或る程度の直径が必要であり、さらにリードスクリューが光学系側部に配されていると共に、それぞれのレンズ移動機構を駆動するモータも光学系側部に配されているから、光学系とその駆動機構を含めた光軸方向の投影面積が大きくなってしまう。
【００１０】
すなわち、携帯電話などの携帯端末に使うカメラモジュールは、レンズ群を光軸方向に移動させるカムやそのカムを駆動するモータ、そしてモータからの駆動力をカムに伝えるギヤやレンズ群を収容したレンズ枠をガイドする軸、シャッタや絞りなどを、どのような大きさでどのように配置して構成するかが重要となる。
【００１１】
そのため本発明においては、連続的なズーミングを可能としたズーム機能とオートフォーカス（ＡＦ）機能を有し、小型、軽量で、かつ、光軸方向の投影面積を小さく構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明におけるカメラモジュールは、
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とがそれぞれに対応して設けられた駆動源で光軸方向に駆動され、被写体像を撮像素子に結像させるカメラモジュールにおいて、
前記駆動源は前記撮像素子に対して前記光学レンズ群の逆側に配置され、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動させる駆動源の駆動軸に、光軸と平行となるようにリードスクリューが設けられて前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠に螺合されていることを特徴とする。
【００１３】
また、このカメラモジュールを用いた携帯端末は、
オートフォーカス用光学レンズ群とズーム用光学レンズ群とがそれぞれに対応して設けられた駆動源で光軸方向に駆動されて被写体像を撮像素子に結像させ、前記駆動源は前記撮像素子に対して前記光学レンズ群の逆側に配置され、前記オートフォーカス用光学レンズ群を移動させる駆動源の駆動軸に、光軸と平行となるようにリードスクリューが設けられて前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠に螺合されているカメラモジュールと、
前記カメラモジュールが装着されたケース体と、
前記ケース体に設けられ、前記カメラモジュールの前記レンズ駆動機構を操作する操作部とを有することを特徴とする。
【００１４】
このように、駆動源を撮像素子に対して光学レンズ群の逆側に配置することで、光学レンズ群の横に配した場合に比較し、カメラモジュールの光軸方向投影面積を小さくできる。また、オートフォーカス用光学レンズ群を移動させる駆動源の駆動軸に、リードスクリューが光軸と平行に設けられてオートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠に螺合されていることで、リードスクリューは円柱状カムのように光軸方向投影面積を増大させることがなく、カメラモジュールの光軸方向投影面積を小さく構成することができる。
【００１５】
そして、前記リードスクリューに、前記オートフォーカス用光学レンズ群を保持する保持枠を一方向に片寄せする弾性部材が設けられていることで、リードスクリューによるバックラッシュがオートフォーカス機能に影響を与えることなく、正確にピント合わせできるカメラモジュールとすることができる。
【００１６】
また、前記ズーム用光学レンズ群を駆動する駆動源は、その駆動軸が光軸に対して垂直方向となるよう設けられて減速ギア列を介し、前記ズーム用光学レンズ群を駆動することで、駆動軸が光軸に対して垂直であるから減速ギア列はカメラモジュールの側面に配置することが可能となり、ギアの存在によってカメラモジュールの光軸方向長さが更に長くなることを防ぐことができると共に、ズームレンズは複数のレンズ群を長い距離移動せねばならないことも多いが、そういった場合も減速ギア等を用いることで、充分な駆動力を得ることができる。
【００１７】
さらに、前記ズーム用光学レンズ群を駆動する駆動源は前記カメラモジュール一端側に設けられて該一端側とは逆端となる側に設けられたズーム用光軸方向駆動手段を駆動し、前記オートフォーカス用駆動源は、前記ズーム用光軸方向駆動手段とズーム用駆動源の間でズーム用光軸方向駆動手段近くに設けられていることで、ズーム用光軸方向駆動手段とズーム用駆動源との間隔を充分取ることができるから、その間に設ける減速ギアのギア配列の自由度が増し、また、オートフォーカス用光学レンズ群の駆動機構はズーム用光軸方向駆動手段とズーム用駆動源の間の空間に設けられていることで、光軸方向投影面積に影響を与えずに設けることが可能となる。
【００１８】
そして、前記カメラモジュールが、携帯端末の前記ケース体を開閉させる機構部に設けられたり、前記ケース体の開閉機構側端部にケース体に対して回動可能に設けられることで、光軸方向投影面積を小さくすることにより光軸方向長さが長くなっても、携帯端末に収容することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、オートフォーカス（ＡＦ）機能や連続的な焦点距離変化機能（ズーム機能）を組み込んだ、小型で軽量、かつ、光軸方向の投影面積を小さく構成したカメラモジュールとそのカメラモジュールを備えた携帯端末を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して実施形態の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
図１は、実施形態のカメラモジュール１の外装カバー１１を透視して内部構造を示した斜視図で、平板カム５１と偏心カム５２を設けた側から見た図、図２は実施形態のカメラモジュール１における筐体を除いて光学系とその駆動部材の配置状態を示した６面図で、（Ａ）は被写体側から見た上面図、（Ｂ）は偏心カム５２側から見た側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は偏心カム５２の逆側から見た側面図、（Ｅ）は背面図、（Ｆ）は底面図、図３は実施形態のカメラモジュール１を構成する各レンズ保持枠及びシャッタと、それらの光軸方向移動をガイドするガイド軸３１、３２、３３とを示した図であり、（Ａ）は被写体側から見た斜視図、（Ｂ）は被写体側から見た上面図、（Ｃ）は第１、第２ガイド軸３１、３２方向から見た側面図、（Ｄ）は正面図、図４（Ａ）は実施形態のカメラモジュール１の光学レンズ群の各々を構成するレンズと撮像素子２５２を示した断面図、（Ｂ）は光学レンズ群が広角（Ｗｉｄｅ）の状態となったときの位置関係を示した図、（Ｃ）は同じく光学レンズ群が望遠（Ｔｅｌｅ）の状態となったときの位置関係を示した図、図５は光学レンズ群を光軸方向に移動させる平板カム５１と偏心カム５２とピニオン５２３を示した図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【００２２】
図１は、実施形態のカメラモジュール１の外装カバー１１を透視して内部構造を示した斜視図であり、このカメラモジュール１は、後記図４で詳細に説明するように、被写体側の第１光学レンズ群を収容した第１光学レンズ群ユニット２１、第２光学レンズ群を収容した第２光学レンズ群ユニット２３が光軸方向に移動することで、焦点距離の連続的な変化（ズーミング）を、第３光学レンズ群を収容した第３光学レンズ群ユニット２４が光軸方向に移動することで、焦点合わせ（オートフォーカス）を行えるようになっている。
【００２３】
そしてこれらのレンズ群により、撮像素子ユニット２５に搭載された例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を用いた撮像素子に被写体像が結像され、画像信号を得るようになっていて、撮影時は、第２光学レンズ群ユニット２３と一体に設けたシャッタユニット２２内のシャッタを切ることで、撮影者の望むタイミングの画像を信号としてメモリに送り出せるようになっている。
【００２４】
それぞれの光学レンズ群ユニット２１、２３、２４やシャッタユニット２２は、第１ガイド軸３１、第２ガイド軸３２、第３ガイド軸３３に支持されて光軸方向に移動可能となっており、ズーミングを行うための第１光学レンズ群ユニット２１、第２光学レンズ群ユニット２３を駆動するためにズーム用モータ４１が、オートフォーカスのための第３光学レンズ群ユニット２４を駆動するためにオートフォーカス用モータ６１が、それぞれ、撮像素子ユニット２５に対して光学レンズ群の逆側に配置されている。そしてズーム用モータ４１は、その駆動軸が光学レンズ群の光軸に対して垂直方向となるように設けられ、オートフォーカス用モータ６１は、その駆動軸が光学レンズ群の光軸に平行となるように設けられている。
【００２５】
このうち、ズーム用モータ４１はカメラモジュール１における一端側に設けられ、この一端側とは逆側の端に第１ガイド軸３１、第２ガイド軸３２に近接させ、光軸方向を長手方向としてズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１が設けられていて、その間に、駆動力をこの平板カム５１に伝えるための駆動力伝達機構である減速ギア群４２が配されている。そして、この減速ギア群４２の最終段に設けられたピニオン４２１が、平板カム５１に設けられた第１ラック５１１と噛み合ってこの平板カム５１を光軸方向に駆動し、後記するように第２光学レンズ群ユニット２３を光軸方向に駆動する。また、この平板カム５１の被写体側には第２ラック５１２が設けられ、この第２ラック５１２が平板カム５１の筐体側に設けられた偏心カム５２に取り付けられたピニオン５２３と噛み合って、この偏心カム５２を回転させて第１光学レンズ群ユニット２１を光軸方向に駆動する。
【００２６】
一方、オートフォーカス用モータ６１はズーム用モータ４１とズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１との間に設けられ、その駆動軸には、リードスクリュー６２が設けられて同じく後記するように第３光学レンズ群ユニット２４を光軸方向に駆動する。なお、６３は第３光学レンズ群ユニット２４を一方向に片寄せし、バッチクラッシュを吸収するスプリングである。
【００２７】
このように、光学レンズ群を駆動するズーム用モータ４１、オートフォーカス用モータ６１を撮像素子ユニット２５に対して光学レンズ群とは逆側に配置することで、駆動用モータ４１、６１を光学レンズ群の横に配した場合に比較し、カメラモジュールの光軸方向投影面積を小さくできる。また、ズーム用光学レンズ群を駆動する駆動源の駆動軸を光軸に対して垂直となる方向とすることで、駆動力伝達機構であるギア群４２はカメラモジュール１の側面に配置することが可能となり、ギア群４２の存在によってカメラモジュール１の光軸方向長さが更に長くなることを防ぐことができると共に、ズームレンズは複数のレンズ群を長い距離移動せねばならないことも多いが、そういった場合も減速ギア４２等を用いることで、充分な駆動力を得ることができる。
【００２８】
さらにオートフォーカス用の第３光学レンズ群ユニット２４を駆動するオートフォーカス用モータ６１が、ズーム用モータ４１とズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１との間に設けられ、かつ、その駆動軸が、光軸と平行とされてリードスクリュー６２が設けられ、第３光学レンズ群ユニット２４を光軸方向に駆動することで、オートフォーカス用の第３光学レンズ群ユニット２４の駆動機構が光軸方向投影面積に影響を与えずに設けることが可能となり、これもカメラモジュール１の光軸方向投影面積を小さくすることに貢献している。
【００２９】
このカメラモジュール１を構成する各光学レンズ群を収容しているレンズ保持枠とシャッタ、およびそれらの光軸方向移動をガイドするガイド軸との関係を示した図が図３である。この図３において、（Ａ）は被写体側から見た斜視図、（Ｂ）は被写体側から見た上面図、（Ｃ）は第１、第２ガイド軸方向から見た側面図、（Ｄ）は正面図である。
【００３０】
前記図１で簡単に触れたように実施形態になるカメラモジュール１の光学系は、第１光学レンズ群２１１を収容した第１レンズ保持枠２１２で構成される第１光学レンズ群ユニット２１、第２光学レンズ群を収容した第２レンズ保持枠２３２で構成される第２光学レンズ群ユニット２３、第３光学レンズ群を収容した第３レンズ保持枠２４２で構成される第３光学レンズ群ユニット２４と、第２光学レンズ群ユニット２３に介装されて一体化されたシャッタユニット２２とで構成され、これら第１光学レンズ群ユニット２１、シャッタユニット２２を一体化した第２光学レンズ群ユニット２３、第３光学レンズ群ユニット２４は、それぞれの軸受部２１３、２３３、２４３、第２軸受部２１６、２３４、２４４が光軸に平行に設けられた第１ガイド軸３１、第２ガイド軸３２、第３ガイド軸３３に挿通されて光軸方向に移動できるようになっている。
【００３１】
第１光学レンズ群ユニット２１には、第１光学レンズ群２１１を収容した第１レンズ保持枠２１２に、第１ガイド軸３１を挿通させる第１レンズ保持枠軸受け部２１３と、回転止めのために第３ガイド軸３３を挿通するための第１レンズ保持枠第２軸受け部２１６とが光軸を挟んで設けられている。また、この第１光学レンズ群ユニット２１には、第１レンズ保持枠２１２から第２ガイド軸３２を迂回するように腕部２１５が設けられ、この第１光学レンズ群ユニット２１を光軸方向に移動させるために後記するズーム用光軸方向駆動手段に係合させる、第１レンズ保持枠カムフォロワ２１４が設けられている。
【００３２】
第２光学レンズ群ユニット２３には、図に示した構成では、被写体側にシャッタユニット２２が一体化され、第２光学レンズ群を収容した第２レンズ保持枠２３２に、第１ガイド軸３１とは別軸とした第２ガイド軸３２を挿通させる第２レンズ保持枠軸受け部２３３、回転止めのために第３ガイド軸３３を挿通するための第２レンズ保持枠第２軸受け部２３４とが光軸を挟んで設けられている。また、第３光学レンズ群ユニット２４には、第３光学レンズ群２４１を収容した第３レンズ保持枠２４２に、第１ガイド軸３１を挿通させる第３レンズ保持枠軸受け部２４３と、回転止めのために第３ガイド軸３３を挿通するための第３レンズ保持枠第２軸受け部２４４とが光軸を挟んで設けられ、さらに、後記するオートフォーカス用モータ６１の駆動軸に設けられたリードスクリュー６２に螺合する雌ネジ（図示せず）が設けられている。
【００３３】
そして第３ガイド軸３３は、図３（Ｂ）の上面図からわかるように、各レンズ保持枠が安定して光軸方向に移動できるよう、第１ガイド軸３１、第２ガイド軸３２とは光学系光軸に対して略逆側となる位置に設けられ、また、前記したように、第１ガイド軸３１には第１レンズ保持枠軸受け部２１３と第３レンズ保持枠軸受け部２４３が挿通され、この第１ガイド軸３１とは別軸とした第２ガイド軸３２には第２レンズ保持枠軸受け部２３３が挿通されている。そしてこれら第１レンズ保持枠軸受け部２１３と第３レンズ保持枠軸受け部２４３、及び第２レンズ保持枠軸受け部２３３とは、それぞれの光軸方向長さが略同一となるよう揃えられ、各レンズ保持枠のガイド軸に対する傾きが同量となるように配慮されている。
【００３４】
そして、実施形態になるカメラモジュール１に用いられる光学系の構成概略を示したのが図４である。図４（Ａ）は、第１光学レンズ群ユニット２１における第１光学レンズ群２１１、第２光学レンズ群ユニット２３における第２光学レンズ群２３１、第３光学レンズ群ユニット２４における第３光学レンズ群２４１の各々のレンズ構成の一例と、シャッタユニット２２の構成の一例、及び撮像素子ユニット２５を構成する撮像素子ユニット基板２５１、撮像素子２５２を示した断面図であり、図４（Ｂ）は広角（Ｗｉｄｅ）の状態となったときの光学レンズ群の位置関係を示した図、（Ｃ）は同じく望遠（Ｔｅｌｅ）の状態となったときの光学レンズ群の位置関係を示した図である。
【００３５】
実施形態になるカメラモジュール１における光学系は、第１光学レンズ群ユニット２１を構成する第１レンズ保持枠２１２に収容された第１光学レンズ群２１１、第２光学レンズ群ユニット２３を構成する第２レンズ保持枠２３２に収容された第２光学レンズ群２３１、第３光学レンズ群ユニット２４を構成する第３レンズ保持枠２４２に収容された第３光学レンズ群２４１で構成され、さらに、第２光学レンズ群ユニット２３には、絞り２２１、シャッタ２２２で構成されるシャッタユニット２２が介装されて一体化されている。
【００３６】
これらのレンズ群は、前記したように第１光学レンズ群ユニット２１、第２光学レンズ群ユニット２３が光軸方向に移動することで焦点距離の連続的な変化（ズーミング）を、第３光学レンズ群を収容した第３光学レンズ群ユニット２４が光軸方向に移動することで焦点合わせ（オートフォーカス）を行い、撮像素子ユニット基板２５１に搭載されたＣＣＤやＣＭＯＳ等を用い撮像素子２５２に被写体像が結像されて、画像信号を得るようになっている。そして撮影時には、第２光学レンズ群ユニット２３と一体に設けたシャッタユニット２２内のシャッタ２２２を切ることで、撮影者の望むタイミングの画像を信号として図示していないメモリなどに送り出せるようになっている。
【００３７】
そしてこの光学系は、例えば第１光学レンズ群２１１を負のパワー（拡散光）を有する複数のプラスチックレンズ群で、第２光学レンズ群２３１を正のパワー（集光）を有する複数のガラスレンズ群で、第３光学レンズ群２４１を単体のプラスチックレンズで構成し、レンズの第一面から焦点までの長さを短縮できるようにすると共に、第１光学レンズ群２１１と第３光学レンズ群２４１に挟まれた第２光学レンズ群２３１における光軸方向の移動範囲を、第１光学レンズ群２１１や第３光学レンズ群２４１の光軸方向の移動範囲より大きくなるように設計してある。
【００３８】
そのため、図４（Ｂ）、（Ｃ）を見ればわかるとおり、この第２光学レンズ群２３１に入射する光束は、広角（Ｗｉｄｅ）、望遠（Ｔｅｌｅ）のどちらにおいても最も絞られた状態となる。また、第２光学レンズ群２３１は、３つのレンズ群のうち最も移動範囲が大きいが、前記したように第２レンズ保持枠軸受け部２３３は、第１レンズ保持枠軸受け部２１３、第３レンズ保持枠軸受け部２４３とは別軸とした第２ガイド軸３２に挿通されているから、移動範囲が大きくても不都合はなく、また、その被写体側、及び撮像素子側の両方に或る程度の空間を確保できる。従って、絞り２２１やシャッタ２２２をこの第２光学レンズ群２３１と一体となるよう設置することで、絞り２２１やシャッタ２２２の最大開口を大きくすることなくシャッタ２２２を設置することが可能となる。そのため、第１光学レンズ群２１１のさらに被写体側にこのシャッタユニット２２を設ける場合に比較して、光学系の光軸方向高さをシャッタユニット２２分だけ低くでき、それだけ、カメラモジュール１を小さく構成することが可能となると共に、シャッタ２２２や絞り２２１を開閉するための駆動力も小さなものですむことになる。
【００３９】
また、第２光学レンズ群２３１を収納する第２レンズ保持枠２３２は、第２光学レンズ群２３１の被写体側が小径に構成され、シャッタユニット２２は、逆に第２レンズ保持枠２３２側がこの小径に構成されて被写体側に凸となった第２光学レンズ群２３１側周壁と係合するよう、第２光学レンズ群２３１側に凹部とした外周壁が形成されている。そのため、シャッタユニット２２は、この第２レンズ保持枠２３２に偏心しないように係合、固定できるようになっている。なお、シャッタユニット２２は、複数の羽根をアクチュエータなどを用いて開閉させる構造のものであれば従来から用いられているものが使用でき、また、以上の説明では、第２レンズ保持枠２３２の被写体側に設けた場合を例に説明してきたが、第２レンズ保持枠２３２の撮像素子ユニット２５側を同様に構成して設けても良いことは勿論である。
【００４０】
そしてこれら第１光学レンズ群２１１、第２光学レンズ群２３１、第３光学レンズ群２４１は、図４（Ｂ）に示した広角（Ｗｉｄｅ）の状態では、第１光学レンズ群２１１と第３光学レンズ群２４１が被写体側に寄り、第２光学レンズ群２３１は撮像素子２５２側に寄っている。また、図４（Ｃ）に示した望遠（Ｔｅｌｅ）の状態では、第１光学レンズ群２１１が図４（Ｂ）に示した広角（Ｗｉｄｅ）の状態よりｄで示したようにわずかに撮像素子２５２側に移動し、第３光学レンズ群２４１が第１光学レンズ群２１１の移動量に較べれば多少大きく撮像素子２５２側に移動して、第２光学レンズ群２３１が大きく被写体側に移動している。
【００４１】
なお、この第２光学レンズ群ユニット２３とシャッタユニット２２との光軸方向厚さは、実質的に第２光学レンズ群２３１が移動できる範囲を規定するから、第２レンズ保持枠２３２に設けられて第２ガイド軸３２を挿通する第２レンズ保持枠軸受け部２３３の光軸方向長さを、この第２光学レンズ群ユニット２３とシャッタユニット２２との光軸方向の長さと略同じとすることで、実質的に最大長さの軸受けとすることができ、それだけ第２ガイド軸３２に対する第２レンズ保持枠２３２の倒れを少なくすることができる。
【００４２】
図５は第１光学レンズ群ユニット２１と、シャッタユニット２２が一体化された第２光学レンズ群ユニット２３を光軸方向に駆動する、ズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１と偏心カム５２、及びピニオン５２３を示した図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【００４３】
前記したように実施形態のカメラモジュール１は、その一端側に設けられたズーム用モータ４１からの駆動力が、駆動力伝達機構である減速ギア群４２により、ズーム用モータ４１とは逆側の端に設けられたズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１に伝えられて第２光学レンズ群ユニット２３を光軸方向に駆動する。そのため平板カム５１には、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、撮像素子ユニット２５側に第１ラック５１１が設けられ、減速ギア群４２における最終ギアとなるピニオン（後記図２に４２１で示した）と噛み合うことで、光軸方向に駆動されるようになっている。
【００４４】
また、この平板カム５１の被写体側には第２ラック５１２が設けられ、この平板カム５１が光軸方向に駆動されることで、第１光学レンズ群ユニット２１を駆動するための偏心カム５２に取り付けられたピニオン５２３を回転させる。この偏心カム５２には、ピニオン軸５２４を中心として第１光学レンズ群ユニット２１の移動量だけ偏心させたカム溝５２１が設けられており、前記図３において説明した、第１レンズ保持枠２１２の腕部２１５に設けられた第１レンズ保持枠カムフォロワ２１４が、このカム溝５２１に係合して偏心量だけ移動することで、第１光学レンズ群ユニット２１を光軸方向に駆動する。なお、この偏心カム５１は、平板カム５１の筐体側に設けられた場合を例に説明したが、逆に、平板カム５１の光学系側に設けてもよく、この場合、平板カム５１の筐体側に何もなくなるから、カメラモジュール１をより小型化することが可能となる。
【００４５】
以上が実施形態のカメラモジュール１における光学系やその駆動機構の個々の概略であり、図２は、以上説明してきた図３のガイド軸を含めた光学系と、図５のズーム用光軸方向駆動手段、及びモータとギアなどの駆動機構を含めたカメラモジュール１の構成要素の配置状態を示した６面図である。図２（Ａ）は被写体側から見た上面図、（Ｂ）は偏心カム側から見た側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は偏心カムの逆側から見た側面図、（Ｅ）は背面図、（Ｆ）は底面図である。
【００４６】
前記図１で説明したように、それぞれの光学レンズ群ユニット２１、２３、２４やシャッタユニット２２は、第１ガイド軸３１、第２ガイド軸３２、第３ガイド軸３３に支持されて光軸方向に移動可能となっており、ズーミングを行うための第１光学レンズ群ユニット２１、第２光学レンズ群ユニット２３を駆動するためにズーム用モータ４１が、オートフォーカスのための第３光学レンズ群ユニット２４を駆動するためにオートフォーカス用モータ６１が、それぞれ、撮像素子ユニット２５に対して光学レンズ群の逆側に配置されている。
【００４７】
このズーム用モータ４１は、この図２（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）から明らかなように、その駆動軸が光学レンズ群の光軸に対して垂直方向となるようにカメラモジュール１における一端側に設けられており、この一端側とは逆側の端には、光軸方向を長手方向としてズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１が設けられている。この平板カム５１は、第２レンズ保持枠軸受け部２３３に取り付けられて保持され、この平板カム５１とズーム用モータ４１との間に設けられた、駆動力伝達機構である減速ギア群４２の最終段に設けられたピニオン４２１が第１ラック５１１と噛み合い、平板カム５１を駆動して第２光学レンズ群ユニット２３を光軸方向に移動させる。
【００４８】
この平板カム５１の被写体側には、前記図５において説明したように第２ラック５１２が設けられていて、カム溝５２１が設けられている偏心カム５２にピニオン軸５２４によって一体化されたピニオン５２３を回転させる。そして偏心カム５２が回転することにより、カム溝５２１に係合している、第１光学レンズ群ユニット２１の腕部２１５に設けられた第１レンズ保持枠カムフォロワ２１４を光軸方向に移動させ、第１光学レンズ群ユニット２１を移動させる。
【００４９】
また、オートフォーカス用モータ６１は、図２（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）から明らかなように、その駆動軸にリードスクリュー６２が取り付けられて光学レンズ群の光軸と平行となるよう、ズーム用モータ４１とズーム用光軸方向駆動手段たる平板カム５１との間に、平板カム５１よりに設けられている。そしてこのリードスクリュー６２は、第３光学レンズ群ユニット２４の第３レンズ保持枠２４２に設けられた、図示していない雌ネジに螺合してこの第３光学レンズ群ユニット２４を光軸方向に移動させ、バックラッシュ吸収のため、オートフォーカス用モータ６１と第３光学レンズ群ユニット２４の間には、スプリング６３が設けられている。
【００５０】
そして、移動範囲の小さい第１レンズ保持枠２１２に設けられた第１レンズ保持枠軸受け部２１３と、第３レンズ保持枠２４２に設けられた第３レンズ保持枠軸受け部２４３とは第１ガイド軸３１に、移動範囲の大きい第２レンズ保持枠２３２に設けられた第２レンズ保持枠軸受け部２３３は、移動範囲が大きくとれるよう、第１ガイド軸３１とは別軸とした第２ガイド軸３２にそれぞれ挿通され、ズーム用モータ４１とオートフォーカス用モータ６１とによって光軸方向に駆動される。
【００５１】
それぞれの軸受部は、第１レンズ保持枠軸受け部２１３が図２（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）に、第２レンズ保持枠軸受け部２３３が図２（Ｃ）に、第３レンズ保持枠軸受け部２４３が図２（Ｅ）に示されているように、光軸方向長さが略同一とされ、各レンズ保持枠のガイド軸に対する傾きが同量となるように配慮されている。
【００５２】
そのため、移動範囲の大きい第２光学レンズ群２３１をガイドする第２ガイド軸３２は、第１光学レンズ群２１１、第３光学レンズ群２４１のガイド軸である第１ガイド軸３１とは別軸としたから、他のレンズ群と干渉することなく動作させることができ、レンズ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となり、さらにガイド軸の軸受けも長く構成することが可能となるから、レンズ群の倒れ等を少なくできる。また、前記したように、第２光学レンズ群２３１はシャッタユニット２２と一体化されているが、その第２レンズ保持枠軸受け部２３３の長さを第２光学レンズ群２３１とシャッタユニット２２の厚さを合わせた厚さと同程度とすることで、最大長さの軸受けとすることができ、それだけレンズ保持部の倒れを少なくすることができる。
【００５３】
このように構成した実施形態のカメラモジュール１は、ズーミングの指示が来た場合、図示していない制御回路がズーム用モータ４１を駆動し、減速ギア群４２を介して平板カム５１を駆動し、第１光学レンズ群２１１、第２光学レンズ群２３１を指示されたズーム比となるよう光軸方向に移動させる。そして、オートフォーカス用モータ６１が駆動され、変更された焦点距離によって移動したピント位置を補正するため、第３光学レンズ群２４１が光軸方向に移動して、変化した焦点距離に応じたピント位置で停止する。これは、ズーミング指示をせずにカメラモジュール１を他の方向に向けた場合も同様であり、変化した焦点距離に応じ、オートフォーカス用モータ６１が駆動されて第３光学レンズ群２４１が光軸方向に移動し、ピント位置が補正される。
【００５４】
図６、図７は、以上説明してきたカメラモジュール１を組み込んだ携帯端末としての携帯電話機の例を示した図で、図６は、携帯端末におけるケース体を開閉させる機構部にカメラモジュール１を組み込んだ場合、図７は、携帯端末におけるケース体を開閉させる側の端部に、カメラモジュール１をケース体に対して回動可能に設けた場合である。
【００５５】
図６において（Ａ）は実施形態のカメラモジュール１を組み込んだ携帯端末の表示装置を閉じた状態の斜視図、（Ｂ）は表示装置を開いた状態の斜視図、（Ｃ）は表示装置を閉じた状態で実施形態のカメラモジュールの組み込み状態が分かるよう背面側から見た斜視図である。
【００５６】
図中７０は携帯端末としての携帯電話機であり、７１は各種キーを有する操作部、７２は各種情報やカメラモジュール１によって撮像した画像を映出するディスプレイ（表示部材）、７３は操作部７１を有する第１のケース体、７４はディスプレイ７２を有する第２のケース体、７５は第１のケース体７３に対して第２のケース体７４を開閉するためのヒンジ機構、７６はヒンジ機構７５を保持すると共に、カメラモジュール１をその光軸が携帯電話機７０の厚さ方向となるよう収容するためのカメラ保持部、７７はカメラモジュール１の被写体側レンズを露出させるための開口部、７８は第２のケース体７４を閉じたときにカメラ保持部７６が入るように設けられたカメラ保持部用開口である。
【００５７】
この携帯電話機７０は、操作部７１が搭載された第１のケース体７３と、ディスプレイ７２が搭載された第２のケース体７４とがヒンジ機構７５によって連結され、第１及び第２のケース体７３、７４は、ヒンジ機構７５によって一方が他方に対して開閉可能となっている。
【００５８】
カメラモジュール１は図６（Ｃ）に示したように、携帯電話機７０における操作部７１がある第１のケース体７３のカメラ保持部７６に、カメラモジュール１の被写体側レンズを露出させる開口部８７から撮影ができるように搭載されている。そのため、図６（Ｂ）に示したように、ディスプレイ（表示部材）７２が見えるように第２のケース体７４を第１のケース体７３に対して開き、開口部７７を被写体の方に向けて操作部７１の所定のボタンを操作すると、カメラモジュール１によって撮像が行われ、得られた画像は、例えば、ディスプレイ７２上に表示される。
【００５９】
なお、図示はしないが、第１のケース体７３にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、カメラ保持部７６の厚さ寸法は、略カメラモジュール１の高さに規制されている。また、以上の説明ではカメラモジュール１は、図６（Ｃ）に示したように、携帯電話機７０における厚さ方向が光軸方向となるよう収容する場合を説明したが、カメラモジュール１の光軸を、携帯電話機７０における開閉機構を組み込んだ側の端部の長手方向となるよう組み込み、光路をプリズムや反射鏡で直角に曲げて、携帯電話機７０の背面に設けた開口部７７から撮影できるよう構成しても良い。
【００６０】
図７は、実施形態のカメラモジュール１が組み込まれた携帯端末としての携帯電話機の他の例を概略的に示す図で、携帯電話機におけるケース体を開閉させる側の端部に、カメラモジュール１を収容したカメラ部８６をケース体に対して回動可能に設けた場合であり、図７（Ａ）は表示装置を閉じた状態の斜視図、（Ｂ）は同じく表示装置を閉じた状態でカメラモジュールを組み込んだカメラ部８６を回転させた状態を示した斜視図、（Ｃ）は表示装置を開いた状態を示した斜視図である。
【００６１】
図中８０は携帯端末としての携帯電話機であり、８１は各種キーを有する操作部、８２は各種情報やカメラモジュール１によって撮像した画像を映出するディスプレイ（表示部材）、８３は操作部８１を有する第１のケース体、８４はディスプレイ８２を有する第２のケース体、８５は第１のケース体８３に対して第２のケース体８４を開閉するためのヒンジ機構、８６は携帯電話機におけるケース体を開閉させる側の端部に、カメラモジュール１を内部に収容して回動可能に設けたカメラ部、８７はカメラモジュール１の被写体側レンズを露出させるカメラ部の開口部である。
【００６２】
この携帯電話機８０は、操作部８１が搭載された第１のケース体８３と、ディスプレイ８２が搭載された第２のケース体８４とがヒンジ機構８５によって連結され、第１及び第２のケース体８３、８４は、ヒンジ機構８５によって一方が他方に対して開閉可能となっている。そしてカメラ部８６は、このヒンジ機構８５に図７（Ｂ）に示したように回動可能に取り付けられ、カメラモジュール１を操作するための図示していないシャッタ釦などは、例えば第１のケース体８３における図７（Ａ）に示したカメラ部８６の開口部８７とは逆側の側面に設けることにより、第１のケース体８３と第２のケース体８４とを閉じたまま撮影ができるようにするが、操作部８１に設けてもよい。
【００６３】
撮影する場合は、図７（Ａ）のように第１のケース体８３と第２のケース体８４とを閉じたまま、カメラモジュール１を収容したカメラ部８６の開口部８７を被写体に向け、ケース体８３の側面に設けた図示していないシャッタ釦を操作することで、カメラモジュール１によって撮像が行うことができる。またこの撮影は、図７（Ｂ）のようにカメラ部８６を回転させたり、図７（Ｃ）のように、カメラ部８６を回転させずにディスプレイ８２を設けた第２のケース体８４を第１のケース体８３に対して開き、ディスプレイ８２を見ながら行ったり、さらに図７（Ｃ）の第２のケース体８４を第１のケース体８３に対して開いた状態で、カメラ部８６を回転させて撮影してもよい。
【００６４】
そして撮像された画像は、図７（Ａ）、（Ｂ）のように第１のケース体８３と第２のケース体８４とを閉じたままの場合はそのままメモリに送られて記憶され、図７（Ｃ）のように、ディスプレイ８２を設けた第２のケース体８４を第１のケース体８３に対して開いた場合は、ディスプレイ８２上に表示される画像を見ながら撮影できるから、望む場面でシャッタ釦を操作すればよい。
【００６５】
なお、図示はしないが、第１のケース体８３にはバッテリー及び通信部等が収納されており、さらに、図７（Ａ）のように、カメラモジュール１を収容したカメラ部８６の幅は、第１のケース体８３と第２のケース体８４とを合わせた厚さ寸法と略同じとなるように規制されている。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、オートフォーカス（ＡＦ）機能や連続的なズーム機能を組み込んだカメラモジュールを、小型で軽量、かつ、光軸方向の投影面積を小さく構成することが可能となり、各種の小型携帯端末におけるカメラモジュールとして最適である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】実施形態のカメラモジュール１の外装カバー１１を透視して内部構造を示した斜視図で、平板カム５１と偏心カム５２を設けた側から見た図である。
【図２】実施形態のカメラモジュールにおける筐体を除いて光学系とその駆動部材の配置状態を示した６面図で、（Ａ）は被写体側から見た上面図、（Ｂ）は偏心カム側から見た側面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は偏心カムの逆側から見た側面図、（Ｅ）は背面図、（Ｆ）は底面図である。
【図３】実施形態のカメラモジュールを構成する各レンズ保持枠及びシャッタと、それらの光軸方向移動をガイドするガイド軸とを示した図であり、（Ａ）は被写体側から見た斜視図、（Ｂ）は被写体側から見た上面図、（Ｃ）は第１、第２ガイド軸方向から見た側面図、（Ｄ）は正面図である。
【図４】（Ａ）は実施形態のカメラモジュールの光学レンズ群の各々を構成するレンズと撮像素子を示した断面図、（Ｂ）は広角（Ｗｉｄｅ）の状態となったときの光学レンズ群の位置関係を示した図、（Ｃ）は同じく望遠（Ｔｅｌｅ）の状態となったときの光学レンズ群の位置関係を示した図である。
【図５】光学レンズ群を光軸方向に移動させる平板カムと偏心カムのみを示した図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図６】実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯端末としての携帯電話機の一例を概略的に示す図で、（Ａ）は表示装置を閉じた状態の斜視図、（Ｂ）は表示装置を開いた状態の斜視図、（Ｃ）は表示装置を閉じた状態で実施形態のカメラモジュールの組み込み状態が分かるよう背面側から見た斜視図である。
【図７】実施形態のカメラモジュールが組み込まれた携帯端末としての携帯電話機の他の例を概略的に示す図で、（Ａ）は表示装置を閉じた状態の斜視図、（Ｂ）は同じく表示装置を閉じた状態でカメラモジュールを組み込んだ部分を回転させた状態を示した斜視図、（Ｃ）は表示装置を開いた状態を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  カメラモジュール
１１  外装カバー
２１  第１光学レンズ群ユニット
２２  シャッタユニット
２３  第２光学レンズ群ユニット
２４  第３光学レンズ群ユニット
２５  撮像素子ユニット
３１  第１ガイド軸
３２  第２ガイド軸
３３  第３ガイド軸
４１  ズーム用モータ
４２  減速ギア群
５１  平板カム
５２  偏心カム
６１  オートフォーカス用モータ
６２  リードスクリュー
６３  スプリング
【図１】
2007310167.tif 000003
【図２】
2007310167.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007310167.tif 000006
【図５】
2007310167.tif 000007
【図６】
2007310167.tif 000008
【図７】
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