CN1365221A - 摄像装置及摄像镜头 - Google Patents

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Abstract

提供了一种摄像装置及摄像镜头,通过在摄像元件2b的周围面2a上连接光学构件1的脚部1c的连接部1d,可以进行透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置确定,由此,可无需使用摄像元件2b的面精度较差的四角部分那样地进行透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置确定。此外,由于通过取摄像元件2b的光电转换部2d为位置确定基准地在基板PC上设置镜框4,可以进行透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的正交光轴方向的位置确定,所以,可同样无需使用摄像元件2b的面精度较差的四角部分那样地达成既低成本又高位置确定精度的目标。

Description

摄像装置及摄像镜头
发明背景
本发明涉及摄像装置，特别涉及可设置在便携电话或个人电脑等设备上的摄像装置。
背景技术
近年来，由于CPU的高性能化、图像处理技术的发展等，已经可以简单地使用数字图像数据了。特别是在便携电话或PDA方面，已经出现具有可以显示图像的显示器的机种，由于在不远的将来可期望无线通信速度有飞跃性的提高，故可以预想将在这样的便携电话或PDA之间频繁地进行图像数据的传送。
然而，目前的现状是，在用数字摄像机等将被摄物体像变换成图像数据后，中介于计算机等通过互联网进行所需要的图像数据的传送。但在这种样态中，为了传送图像数据，必须同时具有数字摄像机和计算机这两种设备。与之相对应，有人试图进行在便携电话上安装CCD成像传感器等摄像元件。按照这样的尝试，就无需必须具有数字摄像机或计算机便可以容易地进行利用可手持步行的便携电话摄取图像并将之传送给对方的工作。
但是，如果在目前的状态下想要利用便携电话并使之相当程度地具有大型数字摄像机所具有的功能的话，则还存在便携电话自身变大变重，无法轻松地携带之类的问题。此外，也会增大其制造成本。
特别地，即使单元化作为数字摄像机主要构成要件的摄像光学系统和摄像元件，但因必须适当地在摄像光学系统的焦面位置上设定摄像元件的光电转换部，故怎样进行其调整将成为问题。例如，当在同一基板上分别设置摄像元件和摄像光学系统时，因为用于将之安装到基板上的粘合剂厚度的不均匀或构成部件尺寸的离散等主要因素的影响，所以说高精度地在摄像光学系统的焦面上组装摄像元件的工作是十分困难的。因此，为了提高摄像光学系统焦面位置和摄像元件光电转换部的组装精度，必须要求高精度的组装技术或可单独地调整焦面位置的机构，这样，同样会有制造成本上升的问题。下面举例指出现有技术的问题点。
图6是一例现有技术摄像装置的断面图，在玻璃环氧制基板PC上配置摄像元件110，从上面的端子(没有图示)用多个金属丝W连接在被配置在基板PC背面的图像处理IC电路111上。
为了能够覆盖摄像元件110，配置有第1框架结构101，且其上载置有第2框架结构102并由螺栓103一起拧紧在基板上。在第1框架结构101和第2框架结构102之间配置着红外线截止滤光片104。
第2框架结构102的上部呈圆筒状，通过让外螺纹105a啮合在其内面形成的内螺纹102a，可调整光轴方向位置那样地将内包着透镜106的透镜镜筒105安装在第2框架结构102上。透镜镜筒105的上部形成有光阑部105b。
如此构成的现有技术的摄像装置是一种由多个部件组成的较大型的装置，因此，其除了上述的制造成本的问题外，存在安装这些部件花费时间，同时还需要在安装时边旋转透镜镜筒105边进行摄像元件110和透镜106的相对位置调整的问题。针对这样的问题，特开平9-284617号公开专利开示了单元化摄像元件和光学系统的摄像装置。
按照这样的摄像装置，由于是通过单元化谋求减少部件个数或集成化，故易于在便携电话等上进行安装。但是，所形成的摄像装置是使用作为摄像元件本身的所谓裸芯片的四角来确定透镜光轴方向的位置以及透镜正交方向的位置，形成由此使位于焦点的像成像在裸芯片光电转换部的适当位置上的构成。由于裸芯片四角的边缘一般就是切割厚度为0.5mm左右的硅基片后的原样状态，所以，存在这种原始状态下平面度或粗糙度等面精度不好的实际现状。因此，要继续利用所使用的裸芯片四角的边缘并提高定位的精度，必须从裸芯片的四角开始，沿各面尽可能长地延伸透镜部的保持部，由此便产生了构成将大型化的问题。特别地，当在裸芯片透镜部侧的面上配置有与基板连接的金属丝搭接凸缘时，必须避开这些凸缘，由此导致保持部的设计变得困难。
此外，为消除上述这样的问题，也有通过在透镜上设计一直延伸到透镜焦距位置附近的脚部并让所需要的脚部直接连接在摄像元件上构成摄像装置的尝试。按照这样的尝试，可以在透镜的焦面位置上配置摄像元件的光电转换部并大幅度地减少摄像装置组装时所需要的手续。
但是，在安装有所形成的集成型摄像装置的各种设备中，需要预想其受到振动或误动而落下来时的冲击等情况。遇到这种情况，如果是让透镜的脚部连接摄像元件，将会出现透镜因振动而松动或因冲击而导致摄像元件破损的危险。
对于这样的问题，也有人考虑利用透镜保持架使透镜对摄像元件赋予一定的压力地进行连接，并通过连接透镜保持架和基板束进行固定(参考特开平9-284617号专利)。根据上面所采用的技术，可以抑制透镜和摄像元件的松动，但当因粘合剂的厚度或部件形状经时间变化而减小了上述压力的情况时，存在有透镜松动的可能性。此外，因冲击力致使上述透镜损坏上述摄像元件的危险依然存在。
发明内容
本发明即为鉴于上述的问题点而进行的工作，目的在于提供廉价、可减少部件个数、可谋求小型化且即便不进行调整也可以高精度地进行组装，进而具有防尘、防湿构造的摄像装置。
为达成上述目的，本发明的第1摄像装置作为配置在基板上的摄像装置，其特征在于具有：具备排列有象素的光电转换部、形成在上述光电转换部四周的周围面和与上述周围面交差的侧面的、被载置在上述基板上的摄像元件；
具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部以及连接于上述摄像元件的连接面的光学构件，
且当上述光学构件的上述连接面仅直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的上述周围面设置表面器材时，只连接于上述周围面或者上述表面器材。
本发明的第2摄像装置作为配置在基板上的摄像装置，其特征在于具有：
具备排列有象素的光电转换部、及形成在上述光电转换部四周的周围面的、载置在上述基板上的摄像元件；
具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部以及连接上述摄像元件的连接面的光学构件；以及
保持上述光学构件的镜框，
通过在上述光学构件的上述连接面仅直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的上述周围面设置表面器材时，与上述周围面或上述表面器材连接，从而可以进行上述透镜部和上述摄像元件的上述光电转换部的光轴方向的位置确定，
通过相对于上述基板设置上述镜框并在上述镜框上保持上述光学构件，可以进行上述透镜部和上述摄像元件所具备的上述光电转换部的正交光轴方向的位置确定。
本发明的第1摄像装置作为配置在基板上的摄像装置，包括：具有排列有象素的光电转换部、形成在上述光电转换部四周的周围面和与上述周围面交差的侧面的、被载置在上述基板上的摄像元件；具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部以及连接于上述摄像元件的连接面的光学构件，且当上述光学构件的上述连接面仅直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的上述周围面设置表面器材时，只连接于上述周围面或者上述表面器材，故可以无需使用上述摄像元件面精度比较差的四角或侧面部分那样地进行上述透镜部和上述摄像元件的上述光电转换部的光轴方向的位置确定。这里，所谓的表面器材是指粘贴在上述周围面上的玻璃板之类的东西，但并非只限定于此。
还有，本发明的所谓的周围面是指位于与上述摄像元件的上述光电转换部的表面大致同一平面上的面，是除去上述摄像元件的侧面的面。
特别地，在上述周围面形成有用于连接上述摄像元件和上述基板的连线用端子的情况下，如果采用上述脚部的上述连接面较上述连线用端子在上述光电转换部面侧连接上述周围面的构成，则不但可以以紧凑的构成维持摄像元件，还可以抑制所使用的连线用端子的影响并达成高精度的位置确定。
进而，如果将上述光电转换部配置在上述摄像元件的中央部位，则因其可以相对于上述透镜部的光轴对称地配置与上述周围面的上述脚部的上述连接面可连接的区域，所以，不但可以以紧凑的构成维持摄像元件，还可以更宽地确保上述连接面的面积，达成稳定的位置确定。
此外，如果在作为上述摄像元件的内部，即上述周围面的内侧配置上述摄像元件的图像处理电路，则可不必在安装有摄像装置的基板侧设置图像处理电路而谋求基板的集成化。
如果在光轴方向具有挤压上述透镜部的弹性部件，则利用所使用的弹性部件的弹力可以适当的力沿光轴方向挤压住上述光学构件，不致于在内侧配置有电路的上述摄像元件的周围面(有效区域)产生过大的应力。
如果具有配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧的、通过上述弹性部件挤压上述光学部件的、至少一部分可以透光的壳罩构件，则可以不使上述透镜部出现剥离，可谋求对其的保护，因此比较理想。
如果上述壳罩构件的可透光部分是由具有红外线吸收特性的材质形成，则无需单独地设置红外截止滤光片而能够削减部件个数，因此较为理想。当然也可以代替用具有红外线吸收特性的材质形成上述壳罩构件，或者在此基础上，在上述壳罩构件的表面上蒸镀具有红外线反射特性的皮膜。
此外，在本发明第1摄像装置中，因为存在在接近上述摄像元件的上述光电转换部的位置上配置有上述光学构件的脚部的情况，故通过设置上述透镜部的规定有F数的第1光阑和相对于第1光阑配置在被摄物体侧的限制周围光束的第2光阑，可以减少无用光的入射，抑制作为重复影像由上述脚部的内面反射到达光电转换部的光。由此，可以形成高画面质量的图像。
如果上述透镜部由在被摄物体侧具有规定有F数的第1光阑并由使强曲率面朝向图像侧的正的单透镜构成，则可以使输入到上述摄像元件的上述光电转换部的光束以近于垂直的角度入射，即形成接近于远心光路的光路系统，由此可以得到高画面质量的图像。进而，通过将透镜部的形状做成强曲率面朝向图像侧的正透镜的形状，可加大取得第1光阑和透镜部主点间的间隔，可形成更接近于远心光路的理想的构成。
此外，如果上述透镜部由2片以上的透镜构成，则可以增大象差校正的自由度，获得更高画面质量的图像。
进而，如果上述透镜部包括至少1片正透镜和至少1片负透镜，则通过使用它们，可以良好地进行球差和场曲等诸象差的校正。另外，通过组合正透镜和负透镜，还可以消除在由树脂材料构成上述透镜时易于出现问题的、温度变化时折射率变化或透镜形状变化的影响，因而，可以抑制因温度变化而引起像点位置的变动较小。
如果上述透镜部最靠近图像侧的透镜是正透镜，且规定有F数的第1光阑较上述最靠近图像侧的透镜配置在被摄物体侧，则可以提高入射到上述摄像元件的光电转换部的光束的远心光路特性。
如果进一步通过配合设置在上述透镜部的各透镜的、与光轴平行的面来进行各透镜的正交光轴方向的位置确定，则可以容易地使多个透镜的光轴一致。
本发明的第2摄像装置作为配置在基板上的摄像装置，具有：包含排列着象素的光电转换部、以及形成在上述光电转换部四周的周围面的、载置在上述基板上的摄像单元，具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部、与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部以及连接于上述摄像元件的连接面的光学构件，保持上述光学构件的镜框；在上述光学构件的上述连接面仅直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的周围面设置有表面器材时，通过与上述周围面或上述表面器材连接，可以进行上述透镜部和上述摄像元件的上述光电转换部的光轴方向的位置确定，通过相对于上述基板设置上述镜框并在上述镜框上保持上述光学构件，可以进行上述透镜部和上述摄像元件所具备的上述光电转换部的正交光轴方向的位置确定，故可以无需使用上述摄像元件面精度比较差的四角或侧面部分那样地进行上述透镜部和上述摄像元件的上述光电转换部的光轴方向的位置确定，且还可以通过相对上述基板设置上述镜框，达成上述透镜部和上述摄像元件的光电转换部的正交光轴方向的位置确定，所以，可以同样地无需使用上述摄像元件面精度比较差的四角或侧面部分那样地达成既低成本又高位置确定精度的目标。
特别地，在上述周围面形成有用于连接上述摄像元件和上述基板的连线用端子这样的情况时，如果采用上述脚部的上述连接面较上述连线用端子更靠近上述光电转换部面侧那样地连接上述周围面的构成，则不但可以以紧凑的构成维持摄像元件，还可以抑制所使用的连线用端子的影响并达成高精度的位置确定。
进而，如果将上述光电转换部配置在上述摄像元件的中央部位，则因其可以相对于上述透镜部的光轴对称地配置与上述周围面的上述脚部的上述连接面可连接的区域，所以，不但可以以紧凑的构成维持摄像元件，还可以更宽地确保上述连接面的面积，达成稳定的位置确定。
此外，如果在作为上述摄像元件的内部，即上述周围面的内侧配置上述摄像元件的图像处理电路，则可不必在安装有摄像装置的基板侧设置图像处理电路而谋求基板的集成化。
进而，如果具有相对于上述镜框在光轴方向挤压上述透镜部的弹性部件，则利用所使用的弹性部件的弹力可以以适当的力沿光轴方向挤压住上述光学构件，不致于在内侧配置有电路的上述摄像元件的周围面(有效区域)产生过大的应力，从保护摄像元件的观点看比较理想。此外，即使对在上述镜框的光轴方向施加了较大力的情况，因该力可在基板上传递而不直接传递到摄像元件，从保护摄像元件的观点看也比较理想。
如果具有利用配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧的、通过上述弹性部件挤压上述透镜部的、至少一部分可以透光的壳罩构件，则可以不使上述透镜部出现剥离、可谋求对其的保护，因此比较理想。
如果上述壳罩构件的可透光部分由具有红外线吸收特性的材质形成，则可无需单独地设置红外截止滤光片地削减部件个数，因此较为理想。当然也可以代替用具有红外线吸收特性的材质形成上述壳罩构件，或者在此基础上，在上述壳罩构件的表面上蒸镀具有红外线反射特性的皮膜。
此外，如果相对于上述镜框能够从被摄物体侧插入上述光学构件，则可以提高上述透镜部的组装性，容易进行自动组装等。
进而，在本发明第2摄像装置中，因为存在在接近上述摄像元件的上述光电转换部的位置上配置有上述光学构件的脚部的情况，故可以通过设置上述透镜部的规定有F数的第1光阑和相对于第1光阑配置在被摄物体侧的限制周围光束的第2光阑，减少无用光的入射，抑制作为重复影像的来自上述脚部的内面反射到达光电转换部。由此，可以形成高画面质量的图像。
另外，如果上述透镜部由在被摄物体侧具有规定有F数的第1光阑以及强曲率面朝向图像侧的正的单透镜构成，则可以使输入到上述摄像元件的光电转换部的光束以近于垂直的角度入射，即形成接近于远心光路的光路系统，由此可以得到高画面质量的图像。进而，通过将透镜部的形状做成强曲率面朝向图像侧的正透镜的形状，可以加大取得第1光阑和透镜部主点间的间隔，形成更接近于远心光路的理想的构成。
还有，如果上述透镜部由2片以上的透镜构成，则可以增大象差校正的自由度，获得更高画面质量的图像。
如果上述透镜部包括至少1片正透镜和至少1片负透镜，则通过使用它们，可以良好地进行球差和场曲等诸象差的校正。另外，通过组合正透镜和负透镜，还可以消除在由树脂材料构成上述透镜时易于出现问题的、温度变化时折射率变化或透镜形状变化的影响，因而，可以抑制因温度变化而引起像点位置的变动减小。
再有，如果上述透镜部的最靠近图像侧的透镜是正透镜，且规定有F数的第1光阑较上述最靠近图像侧的透镜配置在被摄物体侧，则可以提高入射到上述摄像元件的光电转换部的光束的远心光路特性。
如果进一步通过配合设置在上述透镜部的各透镜的、与光轴平行的面来进行各透镜的正交光轴方向的位置确定，则可以容易地使多个透镜的光轴一致。
此外，为达成上述目的，本发明的第3摄像装置，其特征在于具有：基板、具备光电转换部并被载置在上述基板上的摄像元件、具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件、以及弹性装置，且利用上述弹性装置的弹力使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧。
本发明的第4摄像装置，其特征在于具有：基板、具备光电转换部并被载置在上述基板上的摄像元件、具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件、以及在支撑上述光学构件的同时还具有弹性装置的镜框，且利用上述弹性装置的弹力使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧。
本发明的第3摄像装置具有基板、具备光电转换部且被载置在上述基板上的摄像元件、具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件、以及弹性装置，且利用上述弹性装置的弹力使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧，故如通过让上述光学构件的脚部连接并靠紧上述摄像元件的表面，不但可以容易地进行上述光学构件和上述摄像元件的光轴方向的位置确定，即使是对因经时变化导致部件产生弯曲等变形的情况，也可以用稳定的弹力使上述光学构件相对于上述摄像元件靠紧，由此可以抑制产生了振动时的上述光学构件的松动，而且还可以抑制产生了冲击时的上述摄像元件的破损。这里，作为摄像元件，可以是CMOS(Complementary MetalOxide Semi-conductor)型成像传感器，也可以是CCD(Charged CoupledDevice)型成像传感器。
进而，如果利用上述弹性装置的弹力，上述脚部以5g以上500g以下的荷重连接在朝向上述摄像元件的上述透镜部的表面，则可以利用弹力的适当的管理抑制上述摄像元件的破损等。
还有，如果具有安装在固定于上述基板的镜框上、配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧、挤压上述弹性装置并至少其一部分可透光的壳罩构件，则可以谋求保护上述透镜部。即，由于上述壳罩构件的作用，上述透镜部不至于相对于外部剥离出去，故即使对上述透镜部错误加力，结果上也可以抑制出现破损上述摄像元件之类的现象。
如果上述弹性装置与上述光学构件以及上述壳罩构件分开构成，则在进行上述弹力的管理时，只要交换上述弹性装置即可，可以谋求降低成本。
如果上述弹性装置是螺旋弹簧，则可以长时间稳定地发挥弹力。
如果上述弹性装置是中央具有开口的片状构件，则在安装容易以及节省空间方面较为理想。
如果上述片状构件由具有遮光性的构件组成并兼有上述透镜部的规定有F数的光阑的作用，则无需单独地设置光阑，在减少部件个数方面较为理想。
如果将上述弹性装置与上述壳罩构件一体化，则在减少部件个数方面较为理想。
如果将上述弹性装置与上述光学构件一体化，则在减少部件个数方面较为理想。
本发明的第4摄像装置具有：基板、具备光电转换部且被载置在上述基板上的摄像元件、具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件、以及在支撑上述光学构件的同时具有弹性装置的镜框，且利用上述弹性装置的弹力使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧，故如通过让上述光学构件的脚部连接并靠紧上述摄像元件的表面，不但可以容易地进行上述光学构件和上述摄像元件的光轴方向的位置确定，而且对因经时变化导致部件产生弯曲等变形的情况，也可以用稳定的弹力使上述光学构件相对于上述摄像元件靠紧，由此可以抑制产生了振动时的上述光学构件的松动，而且还可以抑制产生冲击时的上述摄像元件的破损。
进而，如果利用上述弹性装置的弹力，将上述脚部以5g以上500g以下的荷重连接在上述摄像元件的朝向上述透镜部的表面上，则可以利用弹力的适当的管理抑制上述摄像元件的破损等。
附图说明
图1是第1实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图2是图1的摄像装置的斜视图。
图3是光学构件的斜视图。
图4是光学构件的仰视图。
图5是摄像元件的俯视图。
图6是现有技术摄像装置的一例断面图。
图7是第2实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图8是关于可适用于图1、7的实施形态的光学构件1的透镜部1a的第1实施例(实施例1)的象差图。
图9是关于可适用于图1、7的实施形态的光学构件1的透镜部1a的第2实施例(实施例3)的象差图。
图10是第3实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图11是关于可适用于图10的实施形态的光学构件19的透镜部1a’、9a的第3实施例(实施例3)的象差图。
图12是第4实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图13是关于可适用于图12的实施形态的光学构件19’的透镜部1a’、9a’的第4实施例(实施例4)的象差图。
图14是第5实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图15是包含弹性装置变形例的摄像装置的断面图。
图16是以分开光学构件和弹性装置的状态给出的斜视图。
图17是第6实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图18是包含弹性装置另一变形例的摄像装置的断面图。
图19是第7实施形态所涉及的摄像装置的断面图。
图20是弹性装置另一变形例的斜视图。
图21是包含弹性装置其他变形例的摄像装置的断面图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1是第1实施形态所涉及的摄像装置的断面图。图2是图1摄像装置的斜视图。图3是光学构件的斜视图，图4是光学构件的仰视图。图5是摄像元件的俯视图。
光学构件1以透明的树脂材料为原材料，如图1、图3以及图4所示的那样，由管状的脚部1c、作为脚部1c的一部分形成于其下端的4个连接部1d(连接部1d的下表面是连接面)、形成在脚部1c的上端周围的台阶部1e、封闭脚部1c上端的板状的上表面部1b和形成在上表面部1b的中央的凸透镜部1a一体形成。这里，在作为上表面部1b的上表面，即凸透镜1a的周围，通过粘接等固定有具有由遮光性原材料构成的、作为凸透镜1a的规定有F数的第1光阑的开口3a的光阑板3。
在光学构件1的外侧，配置有由遮光性原材料构成的镜框4。镜框4如图2清楚地表明的那样，设置有角柱状的下部4a和圆筒状的上部4b。下部4a的下端连接在基板PC上并利用粘着剂B固定。下部4a的上表面，利用隔板4c覆盖着周边侧，在隔板4c的圆形内周面紧密接触地嵌合着光学构件1的脚部1c。因此，只要使用如自动组装机所备有的光学传感器(没有图示)等，使隔板4c的圆形内周面中心和后述的摄像元件2b的光电转换部2d的中心相一致那样地确定基板PC和镜框4的位置并配置，便可以在正交光轴方向精度良好地相对于后述的摄像元件2b的光电转换部2d确定透镜部1a的位置。
另一方面，在镜框4的上部4b的上端，利用粘接剂B安装有遮光板5。遮光板5其中央具有作为第2光阑的开口5a。在遮光板5的开口5a的下方，通过粘接剂B安装有由具有红外线吸收特性的原材料构成的滤光片7。遮光板5和滤光片7构成壳罩构件。
图1中，在遮光板5和光学构件1的台阶部1e之间，配置有由橡胶或弹簧构件等构成的弹性构件6，通过在镜框4上安装遮光板5产生弹性变形，利用该弹力在图1中朝向下方地挤压着光学构件1。由此，来自遮光板5的力将通过镜框4传递给基板PC，而不直接传递到摄像元件2b。此外，如果和光阑板3一体形成弹性构件6，则可以谋求减少部件个数。
图5中，摄像单元2由CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)型成像传感器等摄像元件2b构成。矩形薄板状的摄像元件2b的下表面安装于基板PC的上表面。在摄像元件2b的上表面中央，形成有二维地排列着象素的光电转换部2d，在其周围，形成有作为摄像元件2b的内部且内侧构成有图像处理电路的周围面2a。在与薄的侧面正交地交差的周围面2a的外缘附近，配置有多个凸缘2c。作为连线用端子的2c如图1所示的那样，通过金属丝W连接在基板PC上。金属丝W连接在基板PC上的规定的电路上。
进而，如由图4可清楚地看到的那样，光学构件1的连接部1d从脚部1c的下端以圆弧状地突出并构成脚部1c的一部分，如图5用虚线表示的那样，在摄像元件2b的周围面2a，凸缘2c的内侧以连接的状态只配置着连接部1d。因此，关于面平面度，只要维持连接部1d下面的连接面使其在规定范围内即可。此外，在本实施形态中，设置有4处连接部，但2处或者3处也可以。由于连接部1d以连接在摄像元件2b的周围面2a的状态，可以在光学构件1的台阶部1e的下面和镜框4的下部4a的隔板4c之间形成空隙Δ，故可以较脚部1c的长度精度良好地设定透镜部1a与摄像元件2b的光电转换部2d之间的距离L(即确定光轴方向的位置)。再有，因为是用塑料材料构成光学构件1，故还可以减少温度变化时透镜部的折射率变化引起的聚焦位置的偏离。即，塑料透镜随着温度的上升其折射率下降，成像位置在离开光电转换部的方向变化。另一方面，由于脚部1c因温度上升而伸长，所以有减少聚焦位置偏离的效果。另外，由于本实施形态的光学构件1是用比重比较轻的塑料材料构成，所以比同样体积的玻璃轻，且具有优异的冲击吸收特性，因此具有即使遇到误操作使摄像装置落下之类的情况也能够非常好地抑制摄像元件2b的破损的优点。
此外，如图5所示那样，如果光学构件1是可在镜框4中任意旋转的构造，则因连接部1d与凸缘2c相互干涉，故其可在限制旋转的同时进行装配的构造(例如，在镜框4设置旋转制动器等)较为理想。
下面对本实施形态的动作进行说明。光学构件1的透镜部1a在摄像元件2b的光电转换部2d上聚焦生成被摄物体像。摄像元件2b可以将对应所接收的光能量的电学信号转换成图像信号等，并通过凸缘2c以及金属丝W进行输出。
进而，在本实施形态，由于不是将光学构件1安装在基板PC上，而是安装在摄像元件2b的周围面2a上，所以，通过管理光学构件1的脚部1c(包括连接部1d)的尺寸精度，即管理上述的距离L的精度，可以在装配时不需要进行对透镜部1a的聚焦位置的调整。
由于本发明的摄像装置没有对应被摄物体距离的聚焦调整机构，故作为透镜，需要使用从远距离被摄物体到近距离被摄物体均与焦面重合的全景聚焦透镜。因此，通过使在过焦点距离Uf2/(F×2P)(这里，f：透镜的焦距，F：透镜的F数，P：摄像元件的象素间隔)下的透镜部1a的像点位置和摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置一致，可以在几何光学上使之成为看起来焦点从无限远一直吻合到U/2距离的物体的状态。
例如，当f＝3.2mm，F＝2.8，P＝0.0056mm时，如果作为基准被摄物体距离，使过焦点距离Uf2/(F×2P)＝0.33mm下的透镜部1a的像点位置和摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置一致地设定上述的距离L，则可以形成焦点从无限远一直吻合到约0.17m距离的状态。此外，并非一定就要将过焦点距离作为基准被摄物体距离，例如，当希望将重点放置在更远处的画面质量时，也可以将基准被摄物体距离设定在较过焦点距离更远处。(具体地，稍微缩短上述的距离L即可。)
这里，虽然是距离L的精度，但作为全景聚焦透镜为了不需要进行聚焦位置的调整，需要用空气换算长度将摄像装置2b的光电转换部2d与透镜部1a的基准被摄物体距离的像点的光轴方向的偏离抑制在±0.5×(F×2P)(F：摄像物镜的F数，P：摄像元件的象素间距)程度。此外，希望最好抑制在±0.25×(F×2P)程度。如果该偏离一大，则将劣化无限远或最近距离的画面质量而不理想。
如上述这样，按照本实施形态，通过在摄像元件2b的周围面2a上连接光学构件1的脚部1c的连接部1d，可以进行透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置确定，因而，可以无需使用上述摄像元件2b的面精度比较差的四角部分那样地进行上述透镜部1a和上述摄像元件2b的光电转换部2d的光轴方向的位置确定。此外，由于可以通过在基板PC上以摄像元件2b的光电转换部2d为位置确定基准那样地设置镜框4，进而进行透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的正交光轴方向的位置确定，故同样地可以无需使用上述摄像元件2b的面精度比较差的四角部分那样地达成低成本且高的位置确定精度。
特别地，对在摄像元件2b的周围面2a形成有用于连接摄像元件2b和基板PC的凸缘2c以及金属丝W的情况，如果采用脚部1c的连接部1d较凸缘2c更靠近光电转换部2d侧并连接于周围面2a的构成，则因不但可以以紧凑的构成来维持摄像元件2b，而且还可以更大地确保连接部1d的连接面积，可以在由此使光学构件1稳定的同时，抑制连接部的面压使之较低，故既可以谋求保护摄像元件2b，抑制与凸缘2c或金属丝W的干涉，还可以达成高精度的位置确定。此外，如果将光电转换部2d配置在摄像元件2b的中央部位，则因其可以相对于上述透镜部1a的光轴对称地配置与周围面2a处的脚部1c的连接部1d可连接区域，所以，不但可以以紧凑的构成维持摄像元件2b，还可以更宽地确保上述连接部1d的下面的面积，达成稳定的位置确定。较为理想的话，如图5所示那样，使光电转换部2d的中心一致于摄像元件2b的中心最好。由此，因摄像元件2b整体的构造相对于光学构件1的透镜部1a的光轴形成近似于对称的构造，故可以进一步简化构件形状。进而，由于镜框4被粘接在基板PC上并与其他的2个位置的粘接部配合，可以对摄像装置的外部维持在不使异物侵入的密封的状态，故可以排除对摄像元件2b的光电转换部2d的异物的不良影响。用于这里的粘接剂最好具有防湿性。由此可以防止因湿气的侵入导致的摄像元件或凸缘的表面劣化。
进而，因为设置有相对于镜框4在光轴方向挤压透镜部1a的弹性构件6，故可以利用所使用的弹性构件6的弹力以适当的力沿光轴方向挤压住上述透镜部1a，不致于在内侧配置有电路的上述摄像元件2b的周围面2a产生过大的应力。而在镜框4的光轴方向施加了较大力时，也能够通过镜框4将该力传递到基板PC，而不是直接传递给摄像元件2b，从保护摄像元件2b的观点来看较为理想。
由于是较透镜部1a在被摄物体侧配置由遮光板5和滤光片7构成的壳罩构件，故可以在不使透镜部1a出现剥离那样地谋求对其的保护的同时，还可以谋求防止异物对透镜面的粘附。进而，因为滤光片7用具有红外线吸收特性的材质形成，故可以无需单独地设置红外截止滤光片，可削减部件个数，因此较为理想。当然，也可以考虑代替赋予滤光片7红外线截止特性，用具有红外线吸收特性的原材料形成光学构件1本身，或者在透镜部1a的表面蒸镀具有红外线截止特性的皮膜。
此外，在装配时，可以以从镜框4取出遮光板5的状态，相对于镜框4从被摄物体侧插入上述光学构件1，此后在镜框4上装配遮光板5。利用这样的构成，可以提高上述光学构件1的装配性，容易进行自动装配等。此时，如果在镜框4的下部4a的某一处形成逃逸空气的孔，则即使镜框4和光学构件1的间隙只有很少，也可以较容易地进行装配。但在装配后，通过充填剂来封住所形成的漏空气孔，从而抑制来自外部的异物的侵入或由湿气引起的摄像元件以及凸缘的表面劣化等才比较理想。这里，所使用的充填剂最好是具有遮光性的材料以能够抑制光泄露。此外，也可以在基板PC上粘接完镜框4后再插入光学构件1，或者在从镜框4中取出光学构件1后，再在基板PC上粘接每个单元，由此可确保工序的自由度。在取后者的装配顺序工作时，镜框4的隔板4c可以兼有防止光学构件1拔下脱落的功能。
由于光学构件1的脚部1c被配置在摄像元件2b的光电转换部2d的附近，故存在因不参与成像的光束在脚部1c处反射并入射到光电转换部2d而形成重复影像或光斑的可能性。为防止该问题，在透镜部1a的规定有F数的第1光阑(开口3a)的被摄物体侧配置限制周边光束的第2光阑(开口5a)，可以有效地减少无用光的入射。此外，由于摄像元件2b的光电转换部2d的短边·长边在对角方向视场角不同，故通过将第2光阑的开口5a做成矩形可以得到更进一步的效果。进而，在本实施形态虽然是让遮光板5的开口5a具有该功能，但也可以在滤光片7的被摄物体侧，在所需要的开口部之外通过蒸镀或者涂布具有遮光性的覆盖膜来形成光阑。另外，根据同样的理由，最好在脚部1c的至少一部实施内表面防反射处理。所谓的内表面防反射处理，是包含如形成使表面粗糙度粗糙的面以使不参与成像的光束产生散射这样的处理，及镀防反射膜或涂布具有低反射特性的涂料的处理。
再有，因为在透镜部1a的入射面侧设置有具有开口3a的光阑板3，故可以使输入到摄像元件2b的光电转换部2d的光束以近于垂直的角度入射，即形成接近于远心光路的光路系统，由此可以得到高画面质量的图像。进而，通过将透镜部1a的形状做成强曲率面朝向像侧的正透镜的形状，可以加大第1光阑(开口3a)和透镜部1a的主点间的间隔，形成更接近于远心光路的理想的构成。在本实施形态中，将透镜部1a做成凸面朝向物体侧的正的弯月面形状。此外，为了得到更高画面质量的图像，可以如后述的第3实施形态那样，最好用多片透镜构成透镜部。
图7是第2实施形态所涉及的摄像装置图。在第2实施形态中，相对于上述的实施形态，由于只有变更了光阑板以及遮光板的构成的这一点不同，故对于其他的同样的构成，这里附加同样符号并略去其说明。
图7中，在镜框4的上部4b的上端，利用粘接剂B安装有上表面上粘贴了薄的遮光片8的保持构件5’。在由具有遮光性的原材料构成的保持构件5’的中央开口5a’内，嵌合地配置有由具有红外线吸收特性的原材料构成的滤光片7’。在保持构件5’的开口5a’的上缘形成有锥面5b’，通过在此涂敷粘接剂B，可以进行保持构件5’和滤光片7’的接合。进而，保持构件5’设置有朝向开口5a’的下方突出且内径以台阶状地缩小的缩径部5c’，其下端的最缩小的部分构成第1光阑5d’。此外，遮光片8的中央开口8a构成第2光阑。由保持构件5’、滤光片7’和遮光片8构成壳罩构件。
按照本实施形态，因为是较光学构件1的透镜部1a更靠近被摄物体侧配置由保持构件5’、滤光片7’和遮光片8构成的壳罩构件，故可以在不使透镜部1a剥离出来地谋求对其的保护的同时，还可以谋求防止异物对透镜面的粘附。进而，由于可以一体地形成所使用的壳罩构件，所以，可以对摄像装置整体的部件个数的削减做出贡献。
与上述的实施形态同样地，由于光学构件1的脚部1c被配置在摄像元件2b的光电转换部2d的附近，故存在因不参与成像的光束在脚部1c处反射并入射到光电转换部2d而形成重复影像或光斑的可能性。在本实施形态中，在透镜部1a的规定有F数的第1光阑(开口5a’)的被摄物体侧配置限制周边光束的第2光阑(开口8a)，以减少无用光的入射。此外，由于摄像元件2b的光电转换部2d的短边·长边在对角方向视场角不同，故通过将第2光阑的开口8a做成矩形，可以得到更进一步的效果。
图8是关于可适用于图1、7的实施形态的光学构件1的透镜部1a的第1实施例(实施例1)的象差图。此外，在[表1]中给出了本实施例透镜部的透镜数据。〖表1〗
实施例1
f＝3.21
F＝2.8
2ω＝70.0°
面No      r          d       nd        υd
1(光阑)   ∞         0.20
*2       -10.428    1.60    1.53000    55.5
*3       -1.539
非球面系数
    第2面
    K＝0.0
    A4＝-5.59450×10-2
    A6＝-2.90680×10-2
    A8＝-4.98890×10-3
    A10＝-1.38940×10-3
    A12＝-1.53220×10-3
    第3面
    K＝0.0
    A4＝7.96360×10-3
    A6＝2.83640×10-4
    A8＝3.51190×10-5
    A10＝1.61030×10-5
    A12＝9.74630×10-6
关于在本说明书中使用的表中的符号，f是全系统的焦距(mm)，F是F数，ω是半视场角(°)，r是曲率半径(mm)，d是轴上面间隔(mm)，nd是相对于d线的折射率，υd是阿贝数。
此外，面No中的*表示是非球面，所涉及的非球面在以面的顶点为原点、以光轴方向为X方向的直角坐标系中，以顶点曲率为C、圆锥常数为K、非球面系数为A4、A6、A8、A10、A12，并在下面的公式中表出。〖数学公式1〗 X = Ch 2 1 + 1 - ( 1 + K ) C 2 h 2 + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 + A 12 h 12 〖数学公式2〗 h = Y 2 + Z 2
图9是关于可适用于图1、7的实施形态的光学构件1的透镜部1a的第2实施例(实施例2)的象差图。此外，在[表2]中给出了本实施例透镜部的透镜数据。〖表2〗
实施例2
f＝3.23
F＝2.8
2ω＝69.6°
面No     r          d       nd        υd
1(光阑)  ∞         0.20
*2      -11.087    1.60    1.50920    56.5
*3       -1.500
非球面系数
    第2面
    K＝0.0
    A4＝-5.80000×10-2
    A6＝-2.80000×10-2
    A8＝-9.00000×10-3
    A10＝-7.50000×10-3
    A12＝-1.70000×10-2
    第3面
    K＝0.0
    A4＝9.20000×10-3
    A6＝7.00000×10-4
    A8＝1.00000×10-4
    A10＝7.00000×10-5
    A12＝5.00000×10-5
图10是第3实施形态所涉及的摄像装置图。在第3实施形态中，相对于图2的实施形态，主要是只具有多个透镜部那样地变更了光学构件的构成这一点不同，故对于包括脚部和摄像元件的连接位置的其他的同样的构成，这里附加同样符号并略去其说明。
图10中，光学构件19由分别用塑料材料形成的像侧透镜1’和被摄物体侧透镜9构成。像侧透镜1’具有如图1所示的光学构件1类似的形状，但增大了在上部形成的环状部1f’的光轴方向高度。在作为环状部1f’的半径方向内侧的上表面部1b’的上方，通过规定有F数的光阑板3配置有被摄物体侧透镜9。被摄物体侧透镜9由嵌合在环状部1f’的内周的法兰部9b和形成于中央的透镜部9a构成。与像侧透镜1’的透镜部1a’是正透镜的情况相反，被摄物体侧透镜9的透镜部9a为负透镜。此外，在本实施形态中，光阑板3具有作为限制透镜部1a’、9a的透镜间距离的间隔套管的作用，且光阑板3的开口3a则具有作为规定有F数的第1光阑的功能。
由于像侧透镜1’的环状部1f’的内周面和被摄物体侧透镜9的法兰部9b的外周面相互等径且平行于光轴，故通过配合所使用的面彼此之间，可以进行透镜部1a’、9a的正交光轴方向的位置确定并能够容易地使它们的光轴一致。此外，相对于像侧透镜1’，被摄物体侧透镜9由涂敷在其周围的粘接剂B粘合着。
在镜框4的上部4b的上端，利用粘接剂B安装有上面粘贴了薄的遮光片8的保持构件5’。在由具有遮光性的原材料构成的保持构件5’的中央开口5a’内，嵌合地配置有由具有红外线吸收特性的原材料构成的滤光片7’。在保持构件5’的开口5a’的上缘形成有锥面5b’，通过在此涂敷粘接剂B，可以进行保持构件5’和滤光片7’的接合。进而，保持构件5’设置有朝向开口5a’的下方突出且内径以台阶状地缩小的缩径部5c’，所使用的部分具有作为抑制无用光侵入的遮光部的功能。此外，遮光片8的中央开口8a构成第2光阑。
图11是关于可适用于图10的实施形态的光学构件19的透镜部(1a’、9a)的第3实施例(实施例3)的象差图。此外，在[表3]中给出了本实施例透镜部的透镜数据。〖表3〗
实施例3
f＝3.22
F＝2.8
2ω＝63.2°
面No     r        d       nd        υd
*1      1.332    0.80    1.49200    57.0
*2      0.893    0.30
3(光阑)  ∞       0.30
*4      -3.983   1.30    1.49200    57.0
*5      -1.009非球面系数
第1面
K＝-1.00900×10-2
A4＝6.72900×10-2
A6＝-7.67070×10-2
A8＝1.34680×10-1
A10＝-9.41020×10-2
A12＝6.56810×10-2
第2面
K＝9.62490×10-3
A4＝1.38900×10-1
A6＝-2.64240×10-1
A8＝2.65220×10+0
A10＝-3.53590×10-1
A12＝-8.27250×10-2
第4面
K＝-1.00000×10-2
A4＝-6.43510×10-2
A6＝-3.56320×10-1
A8＝2.02750×10-1
A10＝-6.60380×10-1
A12＝-3.70030×10-1
第5面
K＝-1.44350×10-1
A4＝7.14590×10-2
A6＝-2.15930×10-1
A8＝4.23870×10-1
A10＝-3.76120×10-1
A12＝1.37090×10-1
图12是第4实施形态所涉及的摄像装置图。在第4实施形态中，相对于第1以及第2实施形态，主要也是只具有多个透镜部那地变更了光学构件的构成这一点不同，故对于其他的同样的构成，这里附加同样符号并略去其说明。
图12中，光学构件19’由分别用塑料材料形成的像侧透镜1’和被摄物体侧透镜9’构成。像侧透镜1’具有如图1所示的光学构件1类似的形状，但增大了在上部形成的环状部1f’的光轴方向高度。在上面部1b’的上方，通过规定有F数的光阑板3配置有被摄物体侧透镜9’。被摄物体侧透镜9’由嵌合在环状部1f’外周的圆筒部9c’、形成于中央的透镜部9a’和设置在透镜部9a’外周的台阶部9b’构成。与像侧透镜1’的透镜部1a’是正透镜的情况相反，被摄物体侧透镜9’的透镜部9a’为负透镜。此外，光阑板3具有作为限制透镜部1a’、9a’的透镜间距离的间隔套管的作用。
在本实施形态中，弹性构件6连接于被摄物体侧透镜9’的台阶部9b’，因此，其弹力可以通过光阑板3从被摄物体侧透镜9’传递到像侧透镜1’。此外，由于像侧透镜1’的环状部1f’的外周面和被摄物体侧透镜9’的圆筒部9c’的内周面相互同径且平行于光轴，故通过配合所使用的面彼此之间，可以进行透镜部1a’、9a’的正交光轴方向的位置确定并能够容易地使它们的光轴一致。还有，相对于像侧透镜1’，被摄物体侧透镜9’由涂敷在圆筒部9c’下端的粘接剂B粘合着。
图13是关于可适用于图12的实施形态的光学构件19’的透镜部(1a’、9a’)的第4实施例(实施例4)的象差图。此外，在[表4]中给出了本实施例透镜部的透镜数据。〖表4〗
实施例4f＝2.30F＝2.42ω＝94.0°面No    r        d       nd        υd*1     9.231    1.00    1.49700    56.0*2     1.230    2.203(光阑) ∞       0.20*4     2.243    1.70    1.49700    56.0*5     -2.240非球面系数
第1面
K＝3.72320×10-2
A4＝-2.20320×10-3
A6＝1.10670×10-4
第2面
K＝-1.57520×10-1
A4＝-9.78620×10-3
A6＝8.00560×10-3
第4面
K＝8.65710×10-1
A4＝-1.36460×10-2
A6＝5.99080×10-3
第5面
K＝-6.40440×10-1
A4＝1.83630×10-2
A6＝2.45110×10-2
按照本实施例，通过设置至少1片正透镜1a’和至少1片负透镜9a’，可以良好地进行球差和场曲的校正。此外，也可以容易地进行色差的校正。另外，通过组合正透镜1a’和负透镜9a’，还可以消除在由树脂材料构成上述透镜时易于出现问题的、温度变化时的折射率变化或透镜形状变化的影响，因而，可以抑制因温度变化而引起像点位置的变动减小。
还有，通过如透镜部1a’、9a’这样地用2片以上的透镜构成摄像光学系统，可以增大象差校正的自由度，得到更高画面质量的图像。
进而，如果最靠近像侧的透镜是正透镜，且规定有F数的光阑(开口3a)配置在较上述最靠近像侧的透镜部1a’更靠近被摄物体侧，则可以提高入射到上述摄像元件2b的光电转换部2d的光束的远心光路特性。这里，如第3、第4实施形态那样，在使用了2片透镜时，通过不只是管理像侧的透镜1’的脚部1c’(包括连接部1d’)的尺寸，而且也精度良好地管理被摄物体侧透镜9和像侧透镜1’的间隔，可以免除装配时的对聚焦位置的调整。此外，关于被摄物体侧透镜9和像侧透镜1’的间隔，可以通过改变光阑板3的厚度进行微修正。
总之，不管以上的实施形态如何，只要被摄物体侧透镜9、9’是正透镜或摄远变倍镜头、广角变倍镜头等即可。此外，在期望更高的画面质量时，也可以用3片以上的透镜构成透镜部。进而，如果将透镜部做成由若干个透镜群组成的变焦透镜的构成而使焦点距离可变，则还可以适应更多的摄像用途。
下面对弹性装置的实施形态进行说明。
图14的第5实施形态中，在遮光板5和光学构件1的台阶部1e之间，配置有由螺旋弹簧构成的弹性装置6，通过在镜框4上安装遮光板5使之弹性变形，可利用其弹力在图14中朝向下方挤压光学构件1。由此，来自遮光板5的力通过镜框4传递给基板PC，而不直接传递到摄像元件2b。
进而，光学构件1的连接部1d以如上述图4所示的形状，从脚部1c的下端突出并构成脚部1c的一部分。在本实施形态中，如图5用虚线表示的那样，在摄像元件2b的周围面2a，凸缘2c的内侧以连接的状态只配置连接部1d。因此，关于面平面度，只要连接部1d的下面连接面维持在规定范围内即可。此外，脚部1c(连接部1d)是4根，光学构件1的重心处于其中央，故当以单体在平面上载置光学构件1时，可以说透镜部1a的光轴相对于平面具有如正交的位置和形状。因此，在使脚部1c连接于摄像元件2b的周围面2a上时，即使镜框4的内周面和光学构件1的外周面之间有空隙，也会因光轴相对于摄像元件2b的光电转换部2d正交而能够得到畸变更小的图像。这里，虽然在周围面2a的背面侧(在图1中下面侧)设置有摄像元件的没有图示的电路(包括信号处理电路)，但利用连接部1d的连接不会对电路的处理产生影响。
在此，为了探讨连接部1d的连接位置，在如图5所示的光电转换部2d的表面中，通过较全体象素区域稍稍缩小地做出有效象素区域，借此角部2g等成为与图像形成没有关系的区域，故在该情况下，可以说即便在光电转换部2d表面内，即使是让连接部1d连接于角部2g的区域，也可以减少对摄像元件2b的摄像性能造成影响的可能。此外，不管是连接周围面2a或光电转换部2d的哪一个区域，最好来自连接部1d的荷重是在500g以下(即，面压是1000g/mm2以下)。这是因为，如果超过这个荷重(面压)，有可能出现对摄像元件2b造成损伤的情况。但是，如果考虑振动等引起的图像的抖动，则来自连接部1d的荷重最好是在5g以上。通过如后述那样地选择作为弹性装置的螺旋弹簧6的线径·圈数等，可以适当地管理所施加的荷重。
按照本实施形态，由于连接部1d以连接在摄像元件2b的周围面2a的状态下，在光学构件1的台阶部1e的下表面和镜框4的下部4a的隔板4c之间形成空隙Δ，故可以较脚部1c的长度更精度良好地设定透镜部1a和摄像元件2b的光电转换部2d的距离L(即确定光轴方向的位置)。在实施形态中，是设置有4处连接部，但1处乃至3处均可以。此外，如果用可以回避与凸缘2c的相互干涉的连接部，则也可以为沿着光学构件1圆筒状的脚部1c的、环带状的连接部。
进而，因为设置有以规定的弹力在光轴方向挤压光学构件1的台阶部1e的弹性装置6，故利用所使用的弹性装置6的弹力，可以相对于镜框4沿光轴方向以适当的连接力(相当于上述的5g以上500g以下的荷重的力)将脚部1c(连接部1d)压靠到摄像元件2b的周围面2a上，因此，不但可以容易地进行上述光学构件1和上述摄像元件2b的光轴方向的位置确定，而且对因经时变化导致部件产生弯曲等变形的情况，也可以用稳定的弹力使上述光学构件1相对于上述摄像元件2b靠紧，由此来抑制在产生了振动时的上述光学构件1的松动，而且在产生了冲击时，还不致使在内侧配置有电路的上述摄像元件2b的周围面2a上产生过大的应力。此外，即使对在上述镜框4的光轴方向施加冲击力等较大的力的情况，因该力是通过镜框4传递给基板PC而不直接传递到摄像元件2b，所以，从保护摄像元件的观点看其较为理想。再有，作为弹性装置6，虽然可以考虑氨基甲酸脂或海绵等，但最好是可长时间发挥稳定的弹力的金属制弹簧等。
图15是包含弹性装置变形例的摄像装置的断面图，图16是以分开光学构件和弹性装置的状态给出的斜视图。图15的弹性装置16由具有遮光性的原材料构成，并可以代替图14的光阑板3发挥光阑的功能。如果更具体地进行说明，则是如由图16可以明了的那样，树脂制的弹性装置16是中央带有开口(光阑)16a的略为圆盘状的片状构件，由其圆周等间隔地朝向半径方向外侧突出有4个突起部16b。另一方面，在光学构件顶部形成的环状部11f与突起部16b相对应，形成有切槽11g。通过使突起部16b配合于切槽11g，弹性装置16可以被嵌合地安装在环状部11f内。进而，在安装遮光板15时，如果用在其下面形成的突起15c从上方挤压各突起部16b，则突起部16b产生弹性变形，可以以一定的力使光学构件11相对于摄像元件2b的周围面2a靠紧。关于其他的构成，因其与图14所示的实施形态一样，故这里略去其说明。
图17是第6实施形态所涉及的摄像装置的断面图。在第6实施形态中，由于相对于上述的实施形态，只有变更了光阑板以及遮光板的构成的这一点不同，故对于其他的同样的构成附加同一符号并略去其说明。
图17中，在镜框4的上部4b的上端，利用粘接剂B安装有上面粘贴了薄的遮光片8的保持构件5’。在由具有遮光性的原材料构成的保持构件5’的中央开口5a’内，嵌合地配置有由具有红外线吸收特性的原材料构成的滤光片7’。在保持构件5’的开口5a’的上缘，形成有锥面5b’，通过在此涂敷粘接剂B，可以进行保持构件5’和滤光片7’的接合。进而，保持构件5’设置有朝向开口5a’的下方突出且内径以台阶状地缩小的缩径部5c’，其下端的最缩小的部分构成第1光阑5d’。此外，遮光片8的中央开口8a构成第2光阑。由保持构件5’、滤光片7’和遮光片8构成壳罩构件。
按照本实施形态，因为是在较光学构件1的透镜部1a更靠近被摄物体侧上配置由保持构件5’、滤光片7’和遮光片8构成的壳罩构件，故可以不使透镜部1a剥离出来地谋求对其的保护，同时，还可以谋求防止异物对透镜面的粘附。进而，由于可以一体地形成所使用的壳罩构件，所以，可以对摄像装置整体的部件个数的削减做出贡献。
与上述的实施形态同样地，由于光学构件1的脚部1c被配置在摄像元件2b的光电转换部2d的附近，故存在因不参与成像的光束在脚部1c处反射并入射到光电转换部2d而形成重复影像或光斑的可能性。在本实施形态中，在透镜部1a的规定有F数的第1光阑(开口5a’)的被摄物体侧配置限制周边光束的第2光阑(开口8a)，以减少无用光的入射。此外，由于摄像元件2b的光电转换部2d的短边·长边在对角方向视场角不同，故通过将第2光阑的开口8a做成矩形，可以得到更进一步的效果。
进而，因为在本实施形态中也设置有以规定的弹力在光轴方向挤压光学构件1的台阶部1e的、作为挤压构件的弹性装置6，所以，利用所使用的弹性装置6的弹力，可以相对于镜框4沿光轴方向以适当的连接力(相当于上述的5g以上500g以下的荷重的力)将脚部1c(连接部1d)压靠到摄像元件2b的周围面2a上，由此，即可以不致使在内侧配置有电路的摄像元件2b的周围面2a上产生过大的应力，又可以不使光学构件1因振动而松动。
图18是包含弹性装置另一变形例的摄像装置的断面图。图18中的弹性装置26是与保持构件即壳罩构件成为一体。如由图18可以明了的那样，弹性装置26由弹性体树脂等易于产生弹性变形的树脂材料构成，相对于图17的保持部5’，其只在下面等间隔地形成了4个(只图示2个)突起部(弹性装置)26e这一点上不同。通过在镜框4上粘接(B)弹性装置26，突起部26e产生弹性变形，可以用一定的弹力相对于摄像元件2b的周围面2a压紧光学构件1。关于其他的构成，因其与图17所示的实施形态一样，故略去其说明。
图19是第7实施形态所涉及的摄像装置的断面图。在第7实施形态中，相对于图14的实施形态，主要是只具有多个透镜部那样地变更了光学构件的构成这一点不同，故对于包括脚部和摄像元件的连接位置的其他的同样的构成，这里附加同样符号并略去其说明。
图19中，光学构件19由分别用塑料材料形成的像侧透镜1’和被摄物体侧透镜9构成。像侧透镜1’具有如图14所示的光学构件1类似的形状，但增大了在上部形成的环状部1f’的光轴方向高度。在作为环状部1f’的半径方向内侧的上表面部1b’的上方，通过规定有F数的光阑板3配置有被摄物体侧透镜9。被摄物体侧透镜9由嵌合在环状部1f’内周的法兰部9b和形成于中央的透镜部9a构成。与像侧透镜1’的透镜部1a’是正透镜的情况相反，被摄物体侧透镜9的透镜部9a为负透镜。此外，在本实施形态中，光阑板3具有作为限制透镜部1a’、9a的透镜间距离的间隔套管的作用，而光阑板3的开口3a则具有作为规定有F数的第1光阑的功能。
由于像侧透镜1’的环状部1f’的内周面和被摄物体侧透镜9的法兰部9b的外周面相互等径且平行于光轴，故通过配合所使用的面彼此之间，可以进行透镜部1a’、9a的正交光轴方向的位置确定，并能够容易地使它们的光轴一致。此外，相对于像侧透镜1’，被摄物体侧透镜9由涂敷在其周围的粘接剂B粘合着。
在镜框4的上部4b的上端，利用粘接剂B安装有上面粘贴了薄的遮光片8的保持构件5’。在由具有遮光性的原材料构成的保持构件5’的中央开口5a’内，嵌合地配置有由具有红外线吸收特性的原材料构成的滤光片7’。在保持构件5’的开口5a’的上缘形成有锥面5b’，通过在此涂敷粘接剂B，可以进行保持构件5’和滤光片7’的接合。进而，保持构件5’设置有朝向开口5a’的下方突出且内径以台阶状地缩小的缩径部5c’，所使用的部分具有作为抑制无用光侵入的遮光部的功能。此外，遮光片8的中央开口8a构成第2光阑。
进而，因为在本实施形态中也设置有以规定的弹力在光轴方向挤压光学构件19的台阶部1e的、作为挤压构件的弹性装置6，所以，利用所使用的弹性装置6的弹力，可以相对于镜框4沿光轴方向以适当的连接力(上述的5g以上500g以下的荷重的力)将脚部1c(连接部1d)压靠到摄像元件2b的周围面2a上，由此，即可以不致使在内侧配置有电路的摄像元件2b的周围面2a上产生过大的应力，又可以不使光学构件1因振动而松动。
图20是弹性装置另一变形例的斜视图。图20的弹性装置36是与光学构件成为一体，例如可以是组入于省略了弹性装置6的图14的摄像装置中的构成。如由图20可以明了的那样，相对于图14的光学构件1，弹性装置36只在台阶部36e上等间隔地形成有4个(只图示了3个)突起部(弹性装置)36f和支撑它的托臂部36g这一点上不同。如图14所示的那样，可以用装配有弹性装置36的状态，在遮光板5(图14)的下表面连接突起部36f，由此，悬臂的托臂部36g将产生弹性变形，利用作为其结果所产生的弹力，可以以一定的弹力相对于摄像元件2b的周围面2a压紧光学构件1(图14)。关于其他的构成，因其与图14所示的实施形态一样，故略去其说明。
图21是包含弹性装置其他变形例的摄像装置的断面图。图21的弹性装置与镜框成为一体。如由图21可以明了的那样，相对于图14的镜框4，镜框46在下半部46b上等间隔地形成有4个(只图示2个)切槽46d，在图21的所形成的切槽46d的下缘，连接着平行于光轴地延展的托臂46e的下端。在托臂46e的上端，形成有向正交光轴方向向内突出的、断面略成三角形状的突起部46f。此外，如图21所示那样地，最好光学构件1的台阶部1e的上部形成锥面形状。托臂46e和突起部46f构成弹性装置。
在安装在基板PC的镜框46内，当从图21的上方插入光学构件1时，由于台阶部1e连接于突起部46f，并向正交光轴方向向外挤扩地使托臂46e产生弹性变形，故光学构件1的组入比较容易。另一方面，当光学构件1一直被装配到图21所示的位置时，虽然托臂46e的变形产生复位，但因其复位不完全而残留若干变形那样地确定了突起部46f的形状。因此，利用作为其结果而产生的弹力，突起部46f向箭头方向挤压台阶部1e，由此可以以一定的弹力相对于摄像元件2b的周围面2a压紧光学构件1。关于其他的构成，因其与图14所示的实施形态一样，故略去其说明。此外，本实施形态中，在形成托臂46e和突起部46f的构造上，仅象上述这样还不能起到足够的防尘、防湿作用。对此，例如通过用其他构件覆盖镜框46的弹性构造部(46e、46f)的空隙，可以使之起到期望的防尘、防湿作用。
再有，作为弹性装置的其他例，除了上述之外，也可以使用波形弹簧或碟形弹簧的组合。
虽然上面参照实施形态说明了本发明，但本发明并非仅限定于在上述实施形态进行的解释，当然可以有适宜的变更·改良。例如，在本实施形态中，虽然摄像元件2b和基板PC的连接是利用金属丝W进行的，但也可以考虑在摄像元件2b的内部布置配线，从摄像元件2b的背面(光电转换部的反面)或侧面取出信号的构成。根据这样的构成，可以较宽地确保摄像元件的周围面，同时也可以容易地进行连线。进而，在本实施形态中，摄像单元是只用裸芯片的摄像元件构成的，但也可以考虑通过在其上表面或者下表面粘贴玻璃等保护构件来构成一体型的摄像单元。再有，基板未必一定限于是硬质的材料，也可以是具有可塑性的材料。本发明的摄像装置可以考虑组入便携电话、计算机、PDA、AV装置、电视机、家电产品等各种装置中。
按照本发明，可以提供既便宜，又能减少部件个数，谋求小型化，且即使无调整也能够精度良好地进行装配，进而既具有防尘、防湿构造，又有高可靠性的摄像装置。

Claims (38)

1.一种摄像装置，作为设置在基板上的摄像装置，其特征在于：
具有
具备排列有象素的光电转换部、形成在上述光电转换部四周的周围面和与上述周围面交差的侧面的、载置在上述基板上的摄像元件，
具备被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件所具有的上述光电转换部上的透镜部和与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部、以及连接在上述摄像元件的连接面的光学构件，
当在上述光学构件的上述连接面只直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的上述周围面设置表面器材时，只连接上述周围面或者上述表面器材。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：在上述周围面形成有用于连接上述摄像元件和上述基板的连线用端子，上述光学构件的上述连接面是在较上述连线用端子更靠近上述光电转换部侧连接于上述周围面。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述光电转换部配置在上述摄像元件的中央部。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：在上述摄像元件内部即上述周围面的内侧，配置有摄像元件的图像处理电路。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：具有在光轴方向挤压上述光学构件的弹性构件。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其特征在于：具有配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧并通过上述弹性构件挤压上述光学构件的、其至少一部分可透光的壳罩构件。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其特征在于：上述壳罩构件的可透光部分由具有红外线吸收特性的材质形成。
8.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：具有上述透镜部的规定有F数的第1光阑和相对于上述第1光阑配置在被摄物体侧并限制周边光束的第2光阑。
9.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部在被摄物体侧具有规定有F数的第1光阑，且由强曲率面朝向像侧的正的单透镜构成。
10.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部由2片以上的透镜构成。
11.根据权利要求10所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部包括至少1片正透镜和至少1片负透镜。
12.根据权利要求10所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部最靠近像侧的透镜是正透镜，且规定有F数的第1光阑配置在较上述最靠近像侧的透镜更靠近被摄物体侧。
13.根据权利要求10所述的摄像装置，其特征在于：通过配合设置在上述透镜部的各透镜中的、与光轴平行的面，进行各透镜的正交光轴方向的位置确定。
14.一种摄像装置，作为配置在基板上的摄像装置，其特征在于：
具有
具备排列着象素的光电转换部、及形成在上述光电转换部四周的周围面的、被载置在上述基板上的的摄像元件，
具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部、与上述透镜部一体化并支撑上述透镜部的脚部以及连接上述摄像元件的连接面的光学构件，
保持上述光学构件的镜框，
通过在上述光学构件的上述连接面直接与上述摄像元件的上述周围面连接，或者在上述摄像元件的周围面设置有表面器材时，与上述周围面或上述表面器材连接，从而可以进行上述透镜部和上述摄像元件的上述光电转换部的光轴方向的位置确定，
通过相对于上述基板设置上述镜框且在上述镜框上保持上述光学构件，从而可以进行上述透镜部和上述摄像元件所具备的上述光电转换部的正交光轴方向的位置确定。
15.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：在上述周围面形成有用于连接上述摄像元件和上述基板的连线用端子，上述光学构件的上述连接面是在较上述连线用端子更靠近上述光电转换部侧连接于上述周围面上。
16.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：上述光电转换部配置在上述摄像元件的中央部。
17.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：在上述摄像元件内部即上述周围面的内侧，配置有摄像元件的图像处理电路。
18.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：具有相对于上述镜框在光轴方向挤压上述光学构件的弹性构件。
19.根据权利要求18所述的摄像装置，其特征在于：具有配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧并通过上述弹性构件挤压上述光学构件的、其至少一部分可透光的壳罩构件。
20.根据权利要求19所述的摄像装置，其特征在于：上述壳罩构件的可透光部分由具有红外线吸收特性的材质形成。
21.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：可以相对于上述镜框从被摄物体侧插入上述光学构件。
22.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：具有上述透镜部的规定有F数的第1光阑和相对于上述第1光阑配置在被摄物体侧的限制周边光束的第2光阑。
23.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部在被摄物体侧具有规定有F数的第1光阑，且由强曲率面朝向像侧的正的单透镜构成。
24.根据权利要求14所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部由2片以上的透镜构成。
25.根据权利要求24所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部包括至少1片正透镜和至少1片负透镜。
26.根据权利要求24所述的摄像装置，其特征在于：上述透镜部最靠近像侧的透镜是正透镜，且规定有F数的第1光阑配置在较上述最靠近像侧的透镜更靠近被摄物体侧。
27.根据权利要求24所述的摄像装置，其特征在于：通过配合设置在上述透镜部的各透镜中的、与光轴平行的面，进行各透镜的正交光轴方向的位置确定。
28.一种摄像装置，其特征在于：
具有
基板，
具备光电转换部的、并被载置在上述基板上的的摄像元件，
具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件，以及
弹性装置，
通过上述弹性装置的弹力，使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧。
29.根据权利要求28所述的摄像装置，其特征在于：通过上述弹性装置的弹力，以5g以上500g以下的荷重将上述脚部连接在朝向上述摄像元件的上述透镜部的表面上。
30.根据权利要求28所述的摄像装置，其特征在于：具有安装在固定于上述基板的镜框上、配置在较上述透镜部更靠近被摄物体侧、挤压上述弹性装置且至少其一部分可透光的壳罩构件。
31.根据权利要求30所述的摄像装置，其特征在于：上述弹性装置与上述光学构件以及上述壳罩构件分开构成。
32.根据权利要求28所述的摄像装置，其特征在于：上述弹性装置是螺旋弹簧。
33.根据权利要求28所述的摄像装置，其特征在于：上述弹性装置是中央具有开口的片状构件。
34.根据权利要求33所述的摄像装置，其特征在于：上述片状构件由具有遮光性的构件组成并兼有上述透镜部的规定有F数的光阑的作用。
35.根据权利要求30所述的摄像装置，其特征在于：上述弹性装置与上述壳罩构件一体化。
36.根据权利要求30所述的摄像装置，其特征在于：上述弹性装置与上述光学构件一体化。
37.一种摄像装置，其特征在于：
具有
基板，
具备光电转换部的、并被载置在上述基板上的的摄像元件，
具备使被摄物体像聚焦成像在上述摄像元件的上述光电转换部上的透镜部和支撑上述透镜部的脚部的光学构件，
支撑上述光学构件并同时具备弹性装置的镜框，
通过上述弹性装置的弹力，使上述光学构件朝向上述摄像元件靠紧。
38.根据权利要求37所述的摄像装置，其特征在于：通过上述弹性装置的弹力，以5g以上500g以下的荷重将上述脚部连接在朝向上述摄像元件的上述透镜部的表面上。
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