(57)【要約】【課題】簡易かつ安価な構成でレンズと撮像素子との距離を切替えることのできるカメラモジュールを提供する。【解決手段】レンズ４を保持した鏡筒１と、鏡筒１をレンズ４の光軸方向に移動可能に保持したホルダ２とを備え、ホルダ２は鏡筒１の移動方向と垂直で互いに反対方向を向いた第１の基準面２３と第２の基準面２４とを備え、鏡筒１はレンズ４の光軸方向の移動に伴い第１の基準面２３に当接する第１の当接面１３と第２の基準面２４に当接する第２の当接面１４とを備え、ホルダ２と鏡筒１はバイメタル７を介して連結されると共に、バイメタル７の動作に応じて第１の当接面１３と第１の基準面２３との当接状態と、第２の当接面１４と第２の基準面２４との当接状態とを切替えて、鏡筒１がホルダ２に対して位置決めされるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持した鏡筒と、該鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動可能に保持したホルダとを備えるカメラモジュールにおいて、
前記ホルダは前記鏡筒の移動方向と垂直で互いに反対方向を向いた第１の基準面と第２の基準面とを備え、前記鏡筒は前記レンズの光軸方向の移動に伴い前記第１の基準面に当接する第１の当接面と前記第２の基準面に当接する第２の当接面とを備え、
前記ホルダと鏡筒はバイメタルを介して連結されると共に、該バイメタルの動作に応じて前記第１の当接面と第１の基準面との当接状態と、前記第２の当接面と第２の基準面との当接状態とを切替えて、前記鏡筒がホルダに対して位置決めされることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記バイメタルは前記ホルダの内周面と前記鏡筒の外周面との間を懸架するように設けられることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記バイメタルは前記ホルダの内周面と前記鏡筒の外周面との間の略全周に渡って設けられると共に、表面にはリング状に発熱体が設けられてなることを特徴とする請求項２記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記ホルダは前記鏡筒を保持する外周面に鍔部を有し、該鍔部の上面または下面の少なくとも一方がいずれかの基準面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。
【請求項５】
前記鏡筒は内周面に全周に渡る凹部を有し、該凹部の上面または下面の少なくとも一方が前記鍔部の基準面に当接する当接面であることを特徴とする請求項４記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記鏡筒は前記ホルダに保持される第１の鏡筒と、該第１の鏡筒内に前記レンズの光軸方向に移動可能に保持され内部にレンズを保持する第２の鏡筒とからなり、
前記第１の鏡筒は前記第１の当接面と第２の当接面と前記鏡筒の移動方向と垂直で互いに反対方向を向いた第３の基準面と第４の基準面とを備え、前記第２の鏡筒は前記レンズの光軸方向の移動に伴い前記第３の基準面に当接する第３の当接面と前記第４の基準面に当接する第４の当接面とを備え、
前記第１の鏡筒と第２の鏡筒は第２のバイメタルを介して連結されると共に、該第２のバイメタルの動作に応じて前記第３の当接面と第３の基準面との当接状態と、前記第４の当接面と第４の基準面との当接状態とを切替えて、前記第２の鏡筒が第１の鏡筒に対して位置決めされる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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズと撮像素子の距離を段階的に変化させることのできる機構を備えたカメラモジュールに関し、特にバイメタルによりレンズを光軸方向に移動させるカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
小型なカメラモジュールにおいて、通常撮影モードと近接撮影モードを切替える機構が知られている。この機構は、レンズと撮像素子との距離を切替えるものであって、従来はレンズを保持する鏡筒と、鏡筒を保持し撮像素子を備えたホルダとにそれぞれネジを設けて、ネジ回転によって鏡筒をホルダに対してレンズの光軸方向に移動させるようにしていた。このようなカメラモジュールとしては例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特開平１０−１０４４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ネジ回転によりレンズと撮像素子との距離を切替える場合、自動的にその切替を行うためには、モータ等の機構が必要であり、カメラモジュールの小型化を阻害すると共に、高コスト化の原因となっていた。
【０００４】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、簡易かつ安価な構成でレンズと撮像素子との距離を切替えることの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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るカメラモジュールは、レンズを保持した鏡筒と、該鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動可能に保持したホルダとを備えるカメラモジュールにおいて、
前記ホルダは前記鏡筒の移動方向と垂直で互いに反対方向を向いた第１の基準面と第２の基準面とを備え、前記鏡筒は前記レンズの光軸方向の移動に伴い前記第１の基準面に当接する第１の当接面と前記第２の基準面に当接する第２の当接面とを備え、
前記ホルダと鏡筒はバイメタルを介して連結されると共に、該バイメタルの動作に応じて前記第１の当接面と第１の基準面との当接状態と、前記第２の当接面と第２の基準面との当接状態とを切替えて、前記鏡筒がホルダに対して位置決めされることを特徴として構成されている。
【０００６】
また、本発明に係るカメラモジュールは、前記バイメタルは前記ホルダの内周面と前記鏡筒の外周面との間を懸架するように設けられることを特徴として構成されている。
【０００７】
さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記バイメタルは前記ホルダの内周面と前記鏡筒の外周面との間の略全周に渡って設けられると共に、表面にはリング状に発熱体が設けられてなることを特徴として構成されている。
【０００８】
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールは、前記ホルダは前記鏡筒を保持する外周面に鍔部を有し、該鍔部の上面または下面の少なくとも一方がいずれかの基準面であることを特徴として構成されている。
【０００９】
そして、本発明に係るカメラモジュールは、前記鏡筒は内周面に全周に渡る凹部を有し、該凹部の上面または下面の少なくとも一方が前記鍔部の基準面に当接する当接面であることを特徴として構成されている。
【００１０】
また、本発明に係るカメラモジュールは、前記鏡筒は前記ホルダに保持される第１の鏡筒と、該第１の鏡筒内に前記レンズの光軸方向に移動可能に保持され内部にレンズを保持する第２の鏡筒とからなり、
前記第１の鏡筒は前記第１の当接面と第２の当接面と前記鏡筒の移動方向と垂直で互いに反対方向を向いた第３の基準面と第４の基準面とを備え、前記第２の鏡筒は前記レンズの光軸方向の移動に伴い前記第３の基準面に当接する第３の当接面と前記第４の基準面に当接する第４の当接面とを備え、
前記第１の鏡筒と第２の鏡筒は第２のバイメタルを介して連結されると共に、該第２のバイメタルの動作に応じて前記第３の当接面と第３の基準面との当接状態と、前記第４の当接面と第４の基準面との当接状態とを切替えて、前記第２の鏡筒が第１の鏡筒に対して位置決めされることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るカメラモジュールによれば、ホルダと鏡筒はバイメタルを介して連結され、バイメタルの動作に応じて鏡筒の第１の当接面とホルダの第１の基準面との当接状態と、鏡筒の第２の当接面とホルダの第２の基準面との当接状態とを切替えて、鏡筒がホルダに対して位置決めされることにより、ホルダと鏡筒の間にバイメタルを設けるだけでレンズの光軸方向位置を切替えることができるので、簡易かつ安価な構成でレンズと撮像素子との距離を切替えることができる。
【００１２】
また、本発明に係るカメラモジュールによれば、バイメタルはホルダの内周面と鏡筒の外周面との間を懸架するように設けられることにより、バイメタルの構成を簡易にすることができる。
【００１３】
さらに、本発明に係るカメラモジュールによれば、バイメタルはホルダの内周面と鏡筒の外周面との間の略全周に渡って設けられ、表面にはリング状に発熱体が設けられてなることにより、鏡筒に対し全周に渡って力を加えることができるため、安定的に鏡筒の移動をなすことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールによれば、ホルダは鏡筒を保持する外周面に鍔部を有し、鍔部の上面または下面の少なくとも一方がいずれかの基準面であることにより、簡易な構成により基準面を構成することができる。
【００１５】
そして、本発明に係るカメラモジュールによれば、鏡筒は内周面に全周に渡る凹部を有し、凹部の上面または下面の少なくとも一方が鍔部の基準面に当接する当接面であることにより、簡易な構成により当接面を構成することができる。
【００１６】
また、本発明に係るカメラモジュールによれば、鏡筒はホルダに保持される第１の鏡筒と、第１の鏡筒内にレンズの光軸方向に移動可能に保持され内部にレンズを保持する第２の鏡筒とからなり、第１の鏡筒と第２の鏡筒は第２のバイメタルを介して連結され、第２のバイメタルの動作に応じて第２の鏡筒の第３の当接面と第１の鏡筒の第３の基準面との当接状態と、第２の鏡筒の第４の当接面と第１の鏡筒の第４の基準面との当接状態とを切替えて、第２の鏡筒が第１の鏡筒に対して位置決めされることにより、鏡筒を二重化してそれぞれがバイメタルの動作と基準面及び当接面により位置決めされるので、レンズの光軸方向位置を４パターン設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には本実施形態におけるカメラモジュールの断面図を示している。この図に示すように本実施形態におけるカメラモジュールは、レンズ４を納めた鏡筒１と、鏡筒１をレンズ４の光軸方向に移動可能に保持したホルダ２とを備え、ホルダ２は撮像素子５を上面に設けた基板３上に配置されてなるものである。また、ホルダ２においてレンズ４と撮像素子５の間には赤外線を遮断するフィルタ６が設けられている。
【００１８】
鏡筒１は、略円筒状に形成され、内周面にはレンズ４が保持されると共に、その下方には全周に渡って凹部１２が形成されている。凹部１２の下面は、鏡筒１が上方に移動した際にホルダ２の第２の基準面２４と当接する第２の当接面１４として機能する。その詳細については後述する。また、図１の状態において鏡筒１の下面である第１の当接面１３は、ホルダ２の上面である第１の基準面２３に当接した状態となっている。
【００１９】
ホルダ２は、鏡筒１を保持する略円筒状の保持部２５と、保持部２５の周囲及び下方に向かって設けられるベース部２６とからなり、保持部２５の上面はホルダ２の第１の当接面１３と当接する第１の基準面２３とされる。また、保持部２５の上部には全周に渡って鍔部２２が形成され、その下面は鏡筒１が上方に移動した際にホルダ２の第２の当接面１４に当接する第２の基準面２４とされる。
【００２０】
第１の基準面２３と第２の基準面２４は、いずれも鏡筒１に保持されたレンズ４に対しては、その光軸方向と垂直な方向を向いており、かつ互いに反対方向を向いて対向するように形成されている。図１の状態では第１の基準面２３と第１の当接面１３とが当接状態にあり、鏡筒１がレンズ４の光軸方向に移動すると、第２の基準面２４と第２の当接面１４との当接状態に切替わる。
【００２１】
鏡筒１とホルダ２は、バイメタル７を介して連結されており、バイメタル７の反転によって鏡筒１がホルダ２に対して移動できるようにされている。図２には、バイメタル７の構成図を示しており、図２（ａ）にはバイメタル７の斜視図を、図２（ｂ）にはバイメタル７の断面図をそれぞれ示している。図２（ｂ）に示すように、バイメタル７は全体としては紡錘形の頂上部分を切り取った形状を有し、曲面部３０を構成している。また、図２（ａ）に示すように、曲面部３０の内周側には鏡筒１に挿入される鏡筒側固定爪３１が周方向４箇所に形成され、曲面部３０の外周側にはホルダ２に挿入されるホルダ側固定爪３２が周方向４箇所に形成される。
【００２２】
曲面部３０の上面には、一対の電極３４が設けられると共に、曲面部の略全周に渡るリング状の発熱体３３が設けられる。電極３４を介して発熱体３３を通電することにより、発熱体３３は発熱し、バイメタル７の温度を上昇させる。バイメタル７が所定温度に達すると、曲面部３０は反転動作する。また、その状態から発熱体３３に対する通電を停止すると、バイメタル７の温度が低下し、バイメタル７が所定温度以下となると、曲面部３０は正転動作する。
【００２３】
曲面部３０が紡錘形の頂上部分を切り取った形状とされていることにより、発熱体３３により温度が上昇しても、所定温度に達するまではバイメタル７はほとんど変形せず、所定温度に達した瞬間に反転動作するようにすることができる。また、正転動作においても同様で、所定温度まで温度が低下した瞬間に正転動作が生じる。
【００２４】
図３には、バイメタル７が反転動作した後の状態を表した断面図を示している。この図に示すように、バイメタル７が所定温度に達して反転動作すると、鏡筒１はホルダ２に対して上方に移動し、鏡筒１の第２の当接面１４がホルダ２の第２の基準面２４に当接するところで停止する。これによって、図１に示す第１の当接面１３と第１の基準面２３との当接状態から、第２の当接面１４と第２の基準面２４との当接状態に切替わり、鏡筒１に保持されたレンズ４の位置決めがなされる。なお、第２の当接面１４と第２の基準面２４の当接状態においては、バイメタル７は鏡筒１を上方に向かって付勢した状態であり、これによって安定的に鏡筒の位置を保持することができる。この状態からバイメタル７が所定温度以下まで低下すると、バイメタル７は正転動作し、第１の当接面１３と第１の基準面２３との当接状態に再び切替わる。
【００２５】
このように、鏡筒１がバイメタル７の反転動作及び正転動作に応じてホルダ２に対してレンズ４の光軸方向に移動し、各当接面と基準面の当接状態を切替えることにより、レンズ４と撮像素子５間の距離を切替えて、通常撮影モードと近接撮影モードを切替えることができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４には、本実施形態におけるカメラモジュールの断面図を示している。この図に示すように、本実施形態のカメラモジュールは、第１の実施形態のカメラモジュールの鏡筒１を二重にして、各鏡筒間もバイメタル７を介して連結したものである。
【００２７】
鏡筒１は、ホルダ２に保持される第１の鏡筒１ａと、第１の鏡筒１ａに保持され内部にレンズ４を納めた第２の鏡筒１ｂとからなっている。第１の鏡筒１ａには、外周面に第１の鍔部２２ａが形成され、その上面が第１の当接面１３とされている。また、第１の鏡筒１ａの下面は、第２の当接面１４とされている。ホルダ２の内周面には第１の凹部１２ａが形成されており、その上面は第１の鏡筒１ａの第１の当接面１３と当接する第１の基準面２３とされている。また、基板３の上面に第１の鏡筒１ａの第２の当接面１４が当接する第２の基準面２４が設定されている。
【００２８】
さらに、第１の鏡筒１ａの内周面には第２の凹部１２ｂが形成され、その下面は第３の基準面２７とされ、上面は第４の基準面２８とされる。これら第３の基準面２７と第４の基準面２８は、第１の基準面２３や第２の基準面２４と同様に、レンズ４の光軸方向とは垂直方向であって、互いに反対方向を向くように配置されている。
【００２９】
第２の鏡筒１ｂには、外周面に第２の鍔部２２ｂが形成されており、その下面は第３の基準面２７と当接する第３の当接面１７とされ、上面は第４の基準面２８と当接する第４の当接面１８とされている。
【００３０】
第１の鏡筒１ａとホルダ２は、第１のバイメタル７ａを介して連結されており、第１の鏡筒１ａと第２の鏡筒１ｂは、第２のバイメタル７ｂを介して連結されている。第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの構成は、第１の実施形態におけるバイメタル７と同様である。図４は、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂのいずれも反転動作前の状態を示しており、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂは反転動作が互いに反対方向となるように配置されている。
【００３１】
図５は、第１のバイメタル７ａが反転動作した後の状態を示した断面図である。この図に示すように、第１のバイメタル７ａが発熱体３３により加熱され反転動作すると、第１の鏡筒１ａは下方に向かって移動し、第１の基準面２３と第１の当接面１３との当接状態が解除されて、第２の当接面１４が第２の基準面２４に当接して停止する。すなわち、第１のバイメタル７ａが反転動作することにより、第１の基準面２３と第１の当接面１３との当接状態と第２の基準面２４と第２の当接面１４との当接状態とが切替わって、図４の状態に比べると、第１の基準面２３と第２の基準面２４との垂直方向距離（Ａ）だけレンズ４の位置が下方に移動する。
【００３２】
図６は、第２のバイメタル７ｂが反転動作した後の状態を示した断面図である。この図に示すように、第２のバイメタル７ｂが発熱体３３により加熱され反転動作すると、第２の鏡筒１ｂは上方に向かって移動し、第３の基準面２７と第３の当接面１７との当接状態が解除されて、第４の当接面１８が第４の基準面２８に当接して停止する。すなわち、第２のバイメタル７ｂが反転動作することにより、第３の基準面２７と第３の当接面１７との当接状態と第４の基準面２８と第４の当接面１８との当接状態とが切替わって、図４の状態に比べると、第３の基準面２７と第４の基準面２８との垂直方向距離（Ｂ）だけレンズ４の位置が移動する。
【００３３】
図７は、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの両方が反転動作した後の状態を示した断面図である。この図に示すように、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの両方がそれぞれ発熱体３３により加熱され反転動作すると、第１の鏡筒１ａは下方に向かって移動し、第２の鏡筒１ｂは上方に向かって移動するので、レンズ４の位置は第１の鏡筒１ａの移動距離Ａと第２の鏡筒１ｂの移動距離Ｂの差だけ移動することになる。本実施形態では、距離Ａよりも距離Ｂの方を大きくしており、したがってレンズ４は上方に移動し、その移動距離Ｃは距離Ｂ−距離Ａとなる。
【００３４】
図８には、被写体距離（Ｘ）とレンズ・撮像素子間距離（Ｙ）との関係を示している。これらは、レンズ焦点距離であるｆを用いて以下のように表される。
１／Ｘ＋１／Ｙ＝１／ｆ
上述のように第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの動作または非動作に応じて、レンズ４の位置は４箇所設定することができる。レンズ４の各位置における被写体距離は、図８に示す通りである。
【００３５】
すなわち、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの両方が非動作であるときは、レンズ・撮像素子間距離はＹ２であって、合焦する被写体距離はＸ３である。これに対して第１のバイメタル７ａのみが反転動作した際には、レンズ・撮像素子間距離はＹ１（＝Ｙ２−Ａ）であって、合焦する被写体距離はＸ４である。第２のバイメタル７ｂのみが反転動作した際には、レンズ・撮像素子間距離はＹ４（＝Ｙ２＋Ｂ）であって、合焦する被写体距離はＸ１である。さらに、第１のバイメタル７ａと第２のバイメタル７ｂの両方が反転動作した際には、レンズ・撮像素子間距離はＹ３（＝Ｙ２＋Ｂ−Ａ）であって、合焦する被写体距離はＸ２である。
【００３６】
このように、第１の実施形態の構成に加えて鏡筒１を二重にし、それらをバイメタル７を介して連結したことにより、レンズ４と撮像素子５との距離を４つ設定することができるので、より細かく近接から通常までのモード設定をなすことができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施形態におけるカメラモジュールの断面図である。
【図２】バイメタルの斜視図である。
【図３】バイメタル動作後の状態を示したカメラモジュールの断面図である。
【図４】第２の実施形態におけるカメラモジュールの断面図である。
【図５】第１のバイメタル動作後の状態を示したカメラモジュールの断面図である。
【図６】第２のバイメタル動作後の状態を示したカメラモジュールの断面図である。
【図７】第１及び第２のバイメタル動作後の状態を示したカメラモジュールの断面図である。
【図８】被写体距離とレンズ・撮像素子間距離との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    鏡筒
２    ホルダ
３    基板
４    レンズ
５    撮像素子
７    バイメタル
１２    凹部
１３    第１の当接面
１４    第２の当接面
２２    鍔部
２３    第１の基準面
２４    第２の基準面
３０    曲面部
３１    鏡筒側固定爪
３２    ホルダ側固定爪
３３    発熱体
３４    電極
【図１】
2007193248.tif 000003
【図２】
2007193248.tif 000004
【図３】
2007193248.tif 000005
【図４】
2007193248.tif 000006
【図５】
2007193248.tif 000007
【図６】
2007193248.tif 000008
【図７】
2007193248.tif 000009
【図８】
2007193248.tif 000010