(57)【要約】【課題】破損しにくく、確実にフォーカス調整部の先行位置決めを行う位置決め具を備えたカメラモジュール組立用治具およびこれを用いた組立方法を提供する。【解決手段】フォーカス調整部４０を装着した筐体３０を保持し、筐体３０よりも平面視外方位置となる部位にガイド穴９４が形成された筐体セット具９０と、ガイド穴９４と対応する部位に設けられたガイドピン６８と、フォーカス調整部４０を筐体３０内の所定位置に押圧固定する押圧片６６と、を備えた押圧具６０と、押圧具６０に着脱および回転自在であって、係合部５９に係合可能な係合片７４を有し、筐体３０とフォーカス調整部４０とが位置決めされた状態において、係合片７４を係合部５９に係合させてレンズバレル５０をフォーカス調整部４０に螺合するための回転具７０と、を有していることを特徴とするカメラモジュール組立用治具８０である。【選択図】図６
2009294390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光用半導体素子が搭載された基板に取り付けられた筐体と、
前記筐体の内側に装着され、前記受光用半導体素子の受光面に対して接離動可能な筒体に形成されたフォーカス調整部と、
前記フォーカス調整部の内側に螺合する筒体に形成され、当該筒体の内周側空間にレンズ体を保持すると共に筒体の上面に係合部が形成されたレンズバレルと、
を有するカメラモジュールの組み立てに用いるカメラモジュール組立用治具であって、
前記フォーカス調整部を装着した前記筐体を保持し、前記筐体よりも平面視外方位置となる部位にガイド穴が形成された筐体セット具と、
前記ガイド穴と対応する部位に設けられたガイドピンと、前記フォーカス調整部を前記筐体内の所定位置に押圧固定する押圧片と、を備えた押圧具と、
前記押圧具に着脱および回転自在であって、前記係合部に係合可能な係合片を有し、前記筐体と前記フォーカス調整部とが位置決めされた状態において、前記係合片を前記係合部に係合させて前記レンズバレルを前記フォーカス調整部に螺合するための回転具と、
を有していることを特徴とするカメラモジュール組立用治具。
【請求項２】
前記筐体には、前記フォーカス調整部の下限位置を規定するためのストッパ機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール組立用治具。
【請求項３】
前記フォーカス調整部の上面には凹穴が形成されていて、前記押圧片が前記凹穴に進入可能なピン体に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のカメラモジュール組立用治具。
【請求項４】
前記押圧具は、前記ガイドピンが前記ガイド穴に挿入した後、前記押圧片が前記フォーカス調整部を押圧するように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載のカメラモジュール組立用治具。
【請求項５】
前記ガイドピンと前記ガイド穴のクリアランスは、前記ピン体と前記凹穴とのクリアランスよりも狭いことを特徴とする請求項３または４記載のカメラモジュール組立用治具。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれかに記載のカメラのジュール組立用治具を用い、
前記筐体セット具にフォーカス調整部を装着した筐体を装着する工程と、
前記ガイドピンを前記ガイド穴に挿入し、前記押圧具を前記筐体セット具に位置決めしてセットする工程と、
前記フォーカス調整部に前記押圧片を押圧し、前記フォーカス調整部を前記筐体に対して位置決めした状態で押圧固定する工程と、
前記回転具の係合片を前記レンズバレルの係合部に係合させる工程と、
前記回転具を回転させることにより、前記フォーカス調整部に対する前記レンズバレルの螺入量を調整する工程と、を有していることを特徴とするカメラモジュールの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュール組立用治具とこれを用いたカメラモジュールの組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に搭載されるカメラモジュールとして、オートフォーカス機能を有するものが提供されている。このようなオートフォーカス機能付のカメラモジュールは、レンズを収容したレンズバレルと、レンズと受光用半導体素子とのフォーカスを調整するためのフォーカス調整部と、受光用半導体素子が搭載された基板と、この基板に取り付けられ、レンズバレルおよびフォーカス調整部を保持する筐体とにより構成されており、これらを一体にすることでカメラモジュールが形成される。
このようなカメラモジュールの組み立て方法としては例えば特許文献１に開示されている方法が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１７１５９０号公報
【０００３】
図８は、従来技術におけるカメラモジュールとカメラモジュールの組立治具を示す断面図である。カメラモジュール１０は、受光用半導体素子２２が搭載されてなる半導体装置２０と、半導体装置２０の基板２４とに取り付けられる平面視矩形状に形成された筐体３０と、筐体３０に装着され、基板２４に搭載された受光用半導体素子２２に対して接離動する平面視して矩形状のフォーカス調整部４０と、フォーカス調整部４０に上下動可能に設けられた円柱状のレンズバレル５０とにより構成されている。
レンズバレル５０の上端面に形成された貫通孔５２から取り込まれた光は、レンズ５４、レンズバレル５０の内部空間、フォーカス調整部４０の内部空間、筐体３０の貫通孔３６を経由した後に、受光用半導体素子２２に到達する。
【０００４】
受光用半導体素子２２は、ガラスエポキシ樹脂等により形成された基板２４に受光面を上側にして搭載されている。基板２４の上面には、略筒体に形成され、筒体の内周面にボイスコイルモータ(コイルモータ)３２が内蔵された筐体３０が接着等により取り付けられている。また、筐体３０の内部空間の下側部位には、筐体３０の内部空間における中心軸と直交する隔壁３４が形成されている。隔壁３４には、少なくとも受光用半導体素子２２の平面領域に対応する部位が開口するように貫通孔３６が形成されている。
【０００５】
筐体３０に装着されるフォーカス調整部４０は、筐体３０の内部空間に遊嵌可能な筒体に形成されている。フォーカス調整部４０の外周面にはボイスコイルモータ３２からの磁力により上下方向の力を得るための磁性体が埋設されている（不図示）。フォーカス調整部４０の内周面には雌ネジ部４２が形成され、上端縁には凹部４４が形成されている。
フォーカス調整部４０に装着されるレンズバレル５０は筒体に形成され、内周面にはレンズ５４が保持されている。レンズバレル５０の外表面には雄ネジ部５６が形成されている。雄ネジ部５６はフォーカス調整部４０に形成された雌ねじ部４２に螺合可能に形成されていて、レンズバレル５０の下端部からレンズバレル５０の中間高さ位置にわたって設けられている。また、レンズバレル５０の上端縁には貫通孔５２が形成されたキャップ部５８が設けられている。キャップ部５８の外周縁上面側には、係合部５９が形成されている。
【０００６】
カメラモジュール１０を構成する部品は、基板２４と筐体３０については接着剤等により予め一体に形成されているものの、筐体３０とフォーカス調整部４０とレンズバレル５０とはそれぞれ別体になっている。したがって、カメラモジュール１０を組み立てする際には、レンズバレル５０に保持されているレンズ５４と基板２４に搭載されている受光用半導体素子２２とのフォーカスを個別に合わせながら組み立てる必要がある。このようにカメラモジュール１０を組み立てる際には、図８に示すような筐体３０に対してフォーカス調整部４０を位置決めして押圧固定する押圧具６０と、押圧具６０により押圧固定されたフォーカス調整部４０に対して、レンズバレル５０を螺入させる回転具７０とにより構成される組立用治具８０が用いられる。
【０００７】
押圧具６０は、筐体３０に上下方向に移動可能に遊嵌したフォーカス調整部４０を、筐体３０の所定位置に押圧保持するためのものである。押圧具６０は、中央部分において板厚方向に貫通する貫通孔６２が形成された平板状をなす本体部６４と、本体部６４の下面に設けられると共に、本体部６４から離反する方向に延伸し、フォーカス調整部４０の凹部４４のそれぞれに進入する押圧片６６が形成されている。
回転具７０は、平板状に形成された把持部７２と、把持部７２の下面に設けられ、把持部７２から離反する方向に延伸し、フォーカス調整部４０に螺着させるレンズバレル５０の係合部５９のそれぞれに係合する係合片７４とが形成されている。
【０００８】
図９と図１０は、従来技術におけるカメラモジュールの組み立て方法における各工程の状態を示す断面図である。
カメラモジュール１０の具体的な組立方法について説明すると、まず、図９に示すように、筐体３０に遊嵌させたフォーカス調整部４０の上端面に形成された凹部４４に、押圧具６０の押圧片６６を進入させると共にフォーカス調整部４０を下方（図９中の矢印方向）に押圧する。これにより図１０に示すようにフォーカス調整部４０の下面が筐体３０の隔壁３４に当接する。フォーカス調整部４０の下面を隔壁３４に当接させた後も押圧具６０による押圧力を継続して作用させることによりフォーカス調整部４０が筐体３０内において位置決めされる。
【０００９】
続いて、押圧具６０の貫通孔６２からレンズバレル５０を進入させて、位置決めされた状態のフォーカス調整部４０の内周面に形成された雌ネジ部４２に、レンズバレル５０の外周面に形成された雄ネジ部５６を螺合させる。
次に、図１１に示すように回転具７０を矢印Ｚ方向に回転させることによりレンズバレル５０をフォーカス調整部４０に螺入させる。このとき、受光用半導体素子２２には画像処理手段および画像処理手段により出力された画像データを表示する表示手段が接続されていて、表示手段に表示された映像を確認しながらフォーカス調整部４０へのレンズバレル５０の螺入量を調整することで、レンズ５４と受光用半導体素子２２とのフォーカスの調整をおこなう。レンズ５４と受光用半導体素子２２とのフォーカス調整が完了したら回転具７０および押圧具６０を取り外し、レンズバレル５０とフォーカス調整部４０との隙間部分に接着剤を滴下し、レンズバレル５０のフォーカス調整部４０への螺入量を固定する。以上に説明した方法によりカメラモジュール１０の組み立てができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
携帯電話のような小型製品に搭載されるカメラモジュール１０はきわめて小型であり、このようなカメラモジュール１０を構成する各部品（筐体３０、フォーカス調整部４０、レンズバレル５０等）はさらに小型であるため、カメラモジュール１０の組立作業はきわめて煩雑である。
以上に説明したような小型に形成された組立用治具８０を自動組立装置に適用し、押圧具６０の押圧片６６をフォーカス調整部４０の凹部４４に進入させようとした際には、自動組立装置の動作精度以下の位置決め誤差があると、押圧片６６が凹部４４以外の部位に接触し、押圧片６６が破損してしまうおそれがある。自動組立装置が押圧片６６の破損状態を検出できない場合には、レンズバレル５０の装着前におけるフォーカス調整部４０の押圧位置が筐体３０に対する所定の位置からずれてしまい、レンズ５４と受光用半導体素子２２とのフォーカス調整がきわめて困難になるばかりでなく、レンズ５４と受光用半導体素子２２とのフォーカス状態ができたとしてもフォーカス調整部４０がずれているのでカメラモジュール１０としては不良品となるため、歩留まりが悪く、生産コストが高騰してしまうことが明らかになった。
【００１１】
そこで本願発明は、小型なカメラモジュール１０を組立する際に用いて好適な、破損しにくく、確実にフォーカス調整部４０の先行位置決めを行う位置決め具を備えたカメラモジュール組立用治具８０の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決するため本発明は、以下の構成を備える。
すなわち、受光用半導体素子が搭載された基板に取り付けられた筐体と、前記筐体の内側に装着され、前記受光用半導体素子の受光面に対して接離動可能な筒体に形成されたフォーカス調整部と、前記フォーカス調整部の内側に螺合する筒体に形成され、当該筒体の内周側空間にレンズ体を保持すると共に筒体の上面に係合部が形成されたレンズバレルと、を有するカメラモジュールの組み立てに用いるカメラモジュール組立用治具であって、前記フォーカス調整部を装着した前記筐体を保持し、前記筐体よりも平面視外方位置となる部位にガイド穴が形成された筐体セット具と、前記ガイド穴と対応する部位に設けられたガイドピンと、前記フォーカス調整部を前記筐体内の所定位置に押圧固定する押圧片と、を備えた押圧具と、前記押圧具に着脱および回転自在であって、前記係合部に係合可能な係合片を有し、前記筐体と前記フォーカス調整部とが位置決めされた状態において、前記係合片を前記係合部に係合させて前記レンズバレルを前記フォーカス調整部に螺合するための回転具と、を有していることを特徴とするカメラモジュール組立用治具である。
【００１３】
また、前記筐体には、前記フォーカス調整部の下限位置を規定するためのストッパ機構が設けられていることを特徴とする。
また、前記フォーカス調整部の上面には凹穴が形成されていて、前記押圧片が前記凹穴に進入可能なピン体に形成されていることを特徴とする。
これらによりカメラモジュールにおけるレンズバレルの取り付け精度を向上させることができる。
【００１４】
また、前記押圧具は、前記ガイドピンが前記ガイド穴に挿入した後、前記押圧片が前記フォーカス調整部を押圧するように形成されていることを特徴とする。
また、前記ガイドピンと前記ガイド穴のクリアランスは、前記ピン体と前記凹穴とのクリアランスよりも狭いことを特徴とする。
これらによりさらにレンズバレルの取り付け精度を向上させることができる。
【００１５】
また、他の発明として、上記のうちのいずれかに記載のカメラのジュール組立用治具を用い、前記筐体セット具にフォーカス調整部を装着した筐体を装着する工程と、前記ガイドピンを前記ガイド穴に挿入し、前記押圧具を前記筐体セット具に位置決めしてセットする工程と、前記フォーカス調整部に前記押圧片を押圧し、前記フォーカス調整部を前記筐体に対して位置決めした状態で押圧固定する工程と、前記回転具の係合片を前記レンズバレルの係合部に係合させる工程と、前記回転具を回転させることにより、前記フォーカス調整部に対する前記レンズバレルの螺入量を調整する工程と、有していることを特徴とするカメラモジュールの組み立て方法もある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるカメラモジュールの組立用治具の構成を採用することにより、押圧具６０の押圧片６６がフォーカス調整部４０の凹部４４に進入する前に、筐体セット具９０のガイド穴９４に押圧具６０のガイドピン６８が進入するため、フォーカス調整部４０に対する押圧具６０を予め位置決めした状態で押圧片６６を凹部４４に進入させることができるから、押圧片６６が破損してしまうおそれを大幅に低減することができる。
また、ガイドピン６８とガイド穴９４との位置精度は、押圧片６６と凹部４４との位置精度よりも精密に形成されているから、ガイドピン６８がガイド穴９４にさえ進入していれば、押圧片６６は必ず凹部４４に直接セットすることができる。これにより、フォーカス調整部４０を位置決めした状態で押圧する際の押圧片６６の破損をなくすことができ、効率的にカメラモジュール１０を組み立てできる自動組立装置の提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明にかかるカメラモジュールの組立用治具の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１は、筐体セット具を示す平面図とＡ−Ａ線における断面図である。図２は、筐体セット具とカメラモジュールとの位置関係を示す断面図である。
本実施形態にかかる組立用治具８０を説明する際においては、従来技術における組立用治具８０と同一の構成については先に説明した組立用治具８０において用いた部材番号を付すことにより、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１８】
本実施形態におけるカメラモジュール１０の組立用治具８０は、押圧具６０および回転具７０に加えて、筐体セット具９０を有している点が特徴的である。筐体セット具９０は、図１および図２に示すように、カメラモジュール１０を組み立てする際に、受光用半導体素子２２が組み込まれた平面視矩形状に形成された筐体３０を位置決めした状態でセットするためのものである。筐体セット具９０には、筐体３０の平面形状に合わせて平面視において矩形状に形成された筐体セット凹部９２と、押圧具６０に形成されたガイドピン６８が進入するガイド穴９４が形成されている。筐体セット凹部９２には内壁面に空気抜き溝９６が、底面に空気抜き孔９８がそれぞれ形成されている。筐体セット凹部９２は、筐体３０が位置ずれしないように保持するための部位であるから、空気抜き溝９６および空気抜き孔９８が形成されていることにより筐体セット凹部９２への筐体３０の装着および取り外しを容易に行うことができる。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態における押圧具６０には、ガイドピン６８が形成されている。ガイドピン６８は、押圧ピン６６と同様に本体部６４の下面から突出して設けられている。ガイドピン６８は、筐体セット具９０の筐体セット凹部９２にセットされた筐体３０の外側位置に設けられたガイド穴９４に進入可能に形成されている。図１に示すようにガイド穴９４は、筐体セット具９０の上面の３箇所に設けられているので、ガイド穴９４にガイドピン６８を差し込めば、押圧具６０は位置決めされた状態でフォーカス調整部４０を押圧することができる。
【００２０】
図２からも明らかなように、ガイドピン６８とガイド穴９４との径寸法および長さ（深さ）寸法は、ピン体に形成された押圧具６０の押圧片６６とフォーカス調整部４０の凹部４４との径寸法よりも大径でかつ長く（深く）形成されている。さらに、ガイドピン６８とガイド穴９４の寸法精度は押圧片６６と凹部４４との寸法精度よりも高精度に形成されている。したがって、ガイドピン６８とガイド穴９４とのクリアランスは、押圧片６６と凹部４４との間のクリアランスよりも狭くなっている。
また、図示しないが、ガイドピン６８とガイド穴９４との少なくとも一方に、ガイド穴９４にガイドピン６８を進入させた際の空気抜き手段（例えば空気抜きの孔や溝）を設けておくと好適である。
【００２１】
以下に、本実施形態における組立用治具８０を用いたカメラモジュール１０の組立方法について説明する。図３〜図６は、本実施形態におけるカメラモジュールの組立方法における途中経過の状態を示す断面図である。図７は、本実施形態において組み立てられたカメラモジュールの断面図と平面図である。
図３に示すように、筐体セット凹部９２に平面視して矩形状の筐体３０をセットし、筐体３０の内部空間にフォーカス調整部４０を遊嵌させた後、押圧具６０のガイドピン６８が筐体セット具９０のガイド穴９４に進入するように接近させる。
【００２２】
押圧具６０と筐体セット具９０とは、図４に示すように、最初にガイドピン６８がガイド穴９４に進入し、筐体セット具９０に対する押圧具６０の位置が位置決めされた状態になる。ガイド穴９４とガイドピン６８との径寸法はきわめて精密に形成されていて、両者のクリアランスはごくわずかであるが、ガイドピン６８は十分太い径寸法（本実施形態においては押圧片６６の径寸法の７．５倍とした（６〜８倍程度であればよい）。）に形成されているので、ガイドピン６８をガイド穴９４に位置合わせする際にガイドピン６８が破損してしまうことはない。また、ガイド穴９４またはガイドピン６８には空気抜き手段が形成されているから、筐体セット具９０に押圧具６０を差し込む際に要する押圧力や抜き出しする際に要する引き抜き力はそれぞれわずかな力でよい。ガイド穴９４にガイドピン６８が差し込まれれば、押圧具６０の押圧片６６は他のどの部位にも衝突することなく、フォーカス調整部４０の凹部４４に直接差し込まれることになる。
【００２３】
押圧具６０の押圧片６６をフォーカス調整部４０の凹部４４に差し込んだ後、押圧具６０を下方向に押圧すると、フォーカス調整部４０の底部が、フォーカス調整部４０のストッパ機構として作用する筐体３０の隔壁３４に当接し、フォーカス調整部４０の高さ方向における位置決めが完了する。押圧具６０によるフォーカス調整部４０の押圧力を維持した状態とし、押圧具６０の貫通孔６２からレンズバレル５０を進入させる。（図５）。レンズバレル５０を押圧具６０の貫通孔６２に挿入した後、回転具７０の係合片７４を貫通孔６２からレンズバレル５０の係合部５９に向けて進入させるとともに係合部５９に係合させ、回転具７０を貫通孔６２内で図６の矢印Ｚ方向に回転させれば、レンズバレル５０の雄ネジ部５６がフォーカス調整部４０の雌ネジ部４２に螺入する。フォーカス調整部４０へのレンズバレル５０の螺入量を調整することでレンズバレル５０内のレンズ５４と受光用半導体素子２２とのフォーカス調整をすることができる。
【００２４】
受光用半導体素子２２とレンズ５４とのフォーカス調整を行う際には、受光用半導体素子２２には受光信号を映像データに変換する画像処理手段および表示手段を接続し、表示手段に画像処理手段からの画像データを表示させて、オペレータが表示手段に表示された映像を目視しながらフォーカス調整部４０へのレンズバレル５０の螺入量を調整するのは従来技術と同様にして行うことができる。フォーカスの調整が完了したら、回転具７０および押圧具６０を離反させ、レンズバレル５０とフォーカス調整部４０との螺合部に接着剤を滴下する等して、レンズバレル５０とフォーカス調整部４０とのフォーカス調整状態を維持する。このようにして図７に示すようなカメラモジュール１０が組み立てられる。筐体セット具９０からカメラモジュール１０を取り出す際には、エア抜き孔として用いていた貫通孔９８にイジェクトピンを差し込めば簡単にカメラモジュール１０を筐体セット具９０から取り出しができるため好適である。
【００２５】
以上に、本願発明について実施形態に基づいて詳細に説明してきたが、本願発明は上記に説明した実施形態に限定されるものではないのはもちろんである。例えば、本実施形態においては、オペレータが画像処理手段および表示手段を用いて表示手段により表示された画像を目視しながら組み立てる形態について説明しているが、画像データを数値化し、この数値に基づいてフォーカス調整を行うこともできる。また、レンズバレル５０の上端面高さ位置と、筐体３０またはフォーカス調整部４０の上端面高さ位置との関係と、レンズバレル５０内のレンズと受光用半導体素子２２とのフォーカス状態との関係を予め算出しておき、フォーカスが調整された際の両者の高さ位置を目標値として、フォーカス調整部４０へのレンズバレル５０の螺入量を調整する方法を採用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】筐体セット具を示す平面図とＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】筐体セット具とカメラモジュールとの位置関係を示す断面図である。
【図３】本実施形態におけるカメラモジュールの組立方法における途中経過の状態を示す断面図である。
【図４】本実施形態におけるカメラモジュールの組立方法における途中経過の状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態におけるカメラモジュールの組立方法における途中経過の状態を示す断面図である。
【図６】本実施形態におけるカメラモジュールの組立方法における途中経過の状態を示す断面図である。
【図７】本実施形態において組み立てられたカメラモジュールの断面図と平面図である。
【図８】従来技術にかかる筐体セット具とカメラモジュールとの位置関係を示す断面図である。
【図９】従来技術にかかるカメラモジュールの組み立て方法における各工程の状態を示す断面図である。
【図１０】従来技術にかかるカメラモジュールの組み立て方法における各工程の状態を示す断面図である。
【図１１】従来技術にかかるカメラモジュールの組み立て方法における各工程の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  カメラモジュール
２０  半導体装置
２２  受光用半導体素子
２４  基板
３０  筐体
３２  コイルモータ
３４  隔壁
３６  貫通孔
４０  フォーカス調整部
４２  雌ネジ部
４４  凹部
５０  レンズバレル
５２  貫通孔
５４  レンズ
５６  雄ネジ部
５８  キャップ部
５９  係合部
６０  押圧具
６２  貫通孔
６４  本体部
６６  押圧片
６８  ガイドピン
７０  回転具
７２  把持部
７４  係合片
８０  組立用治具
９０  筐体セット具
９２  筐体セット凹部
９４  ガイド穴
９６  空気抜き溝
９８  貫通孔
【図１】
2009294390.tif 000003
【図２】
2009294390.tif 000004
【図３】
2009294390.tif 000005
【図４】
2009294390.tif 000006
【図５】
2009294390.tif 000007
【図６】
2009294390.tif 000008
【図７】
2009294390.tif 000009
【図８】
2009294390.tif 000010
【図９】
2009294390.tif 000011
【図１０】
2009294390.tif 000012
【図１１】
2009294390.tif 000013