JP2005236830A - 光学要素の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤ等の撮像素子の直前に配置されるローパスフィルタを保持枠に取り付けるにあたり、外部から衝撃力を受けても欠けや割れを生じないようにする。
【解決手段】ＣＣＤ８０の直前に配置される平板状のローパスフィルタ６０と、ローパスフィルタ６０を保持するケース１０とを備え、ケース１０に、ローパスフィルタ６０の外縁領域と対向する保持面１２ｂを設け、その保持面１２ｂに弾力性のある両面テープ７０を貼付し、その上からローパスフィルタ６０を載せて接合する。これにより、ローパスフィルタ６０とＣＣＤ８０との間隔を狭くしつつ、落下等により衝撃力が加わっても、両面テープ７０がその衝撃力を吸収して、ローパスフィルタ６０に直接伝わるのを防止し、その欠けや割れ等を防止できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子の前方に配置されるローパスフィルタ等の光学要素の取付構造に関し、特に、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等に搭載される光学要素の取付構造に関する。

従来のデジタルカメラ等においては、レンズ光学系を保持する保持枠（レンズケース）、レンズ光学系の後方において保持枠に固定されたローパスフィルタ、ローパスフィルタの後方において保持枠に固定されたＣＣＤ等の固体撮像素子等を備えたものが知られている。
そして、ローパスフィルタを保持枠に取り付ける手法としては、保持枠に装着用の凹部を設け、この凹部にローパスフィルタを配置し、その後方から専用の押え部材で押えてネジ等により固定する手法、あるいは、ローパスフィルタ（ガラスプレート）の外周縁部に紫外線硬化型の接着剤を塗布して直接保持枠に固着する手法等が採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００１−２１９７６号公報 特開２００１−２５７９４５号公報

ところで、上記従来のデジタルカメラ等において、ローパスフィルタに接着剤を塗布して保持枠に直接固着する手法を採用した場合、携帯中にカメラを落下させたような場合に、その衝撃力がローパスフィルタに直接伝わり、ローパスフィルタの欠けや割れ等の不具合を生じる虞がある。
また、ローパスフィルタを押える押え部材を介して保持枠にネジ止めする手法を採用した場合、押え部材を配置するための空間が必要になるため、特にバックフォーカスを短く設定するような場合には適用することができず、又、押え部材が剛性を備える材料により形成される場合、前述同様に落下時の衝撃力がローパスフィルタに直接伝わり、同様にローパスフィルタの欠けや割れ等の不具合を生じる虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、ローパスフィルタ等の平板状の光学要素と撮像素子との間隔を狭くしつつも、落下等により外部から加わる衝撃力を十分吸収して、光学要素の欠けや割れ等を防止できる光学要素の取付構造を提供することにある。

本発明に係る光学要素の取付構造は、撮像素子の直前に配置される平板状の光学要素と、光学要素を保持する保持枠と、を備えた光学要素の取付構造であって、保持枠は、光学要素の外縁領域と対向する保持面を有し、光学要素は、保持面に対して、弾力性をもつ両面テープにより接合されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、光学要素は、弾力性のある両面テープにより保持枠に接合されているため、携帯電話機等のカメラユニットに採用された場合、落下等により衝撃力が加わっても、両面テープがその衝撃力を吸収して、光学要素に直接伝わるのを防止する。これにより、光学要素の欠けあるいは割れ等を防止することができる。また、両面テープという非常に厚みの薄い材料を用いるため、光学要素と撮像素子との間隔を狭く（バックフォーカスを短く）でき、小型で薄型のカメラユニット等に好適である。

上記構成において、光学要素は略矩形形状をなし、両面テープは、光学要素の四隅の近傍領域と保持面との間に貼付されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、光学要素の四隅近傍において両面テープを設けることにより、光学要素を、保持枠に対して偏り無く接合すると同時に弾性的に支持することができる。

上記構成において、光学要素の外縁領域の二箇所と保持枠との間に、ゴム系の接着剤を塗布した、構成を採用することができる。
この構成によれば、両面テープの接合力ではもたないような衝撃力が加わった場合でも、このゴム系の接着剤が弾性変形して、その衝撃力を吸収し、光学要素の剥がれを防止することができる。特に、接着剤を二箇所に塗布するため、一箇所に塗布する場合に懸念される保持力の弱さ及び三箇所以上に塗布する場合に懸念される柔軟性（弾力性）の低下を解消して、光学要素を効率良く保持することができる。

上記構成において、光学要素は略矩形形状をなし、接着剤は、光学要素の対角線上の二箇所に塗布した、構成を採用することができる。
この構成によれば、略矩形形状をなす光学要素を、バランス良く確実に保持することができる。

上記構成において、保持枠は、光学要素の外縁領域において、接着剤を溜める凹状の溜め部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、注入した接着剤は凹部に溜まるため、光学要素をスポット的に保持することができ、少ない注入量で接着剤を塊状に設けることができ、その結果十分な弾性をもたせることができる。

上記構成において、保持枠は、保持面を画定すると共に光学要素を収容する凹状の収容部と、保持面と溜め部とを隔てる隔離壁と、を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、溜め部に注入した接着剤は、隔離壁により、光学要素の保持面から隔てられるため、接着剤が保持面に流れ込んで光学要素に付着するのを確実に防止することができる。

上記構成をなす光学要素の取付構造によれば、ローパスフィルタ、フィルタ膜を付着したガラスプレート等の平板状の光学要素と撮像素子との間隔を狭くしつつも、落下等により外部から加わる衝撃力を十分吸収して、光学要素の欠けや割れ等を防止できる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図５は、本発明に係る光学要素の取付構造を採用したカメラユニットの一実施形態を示すものであり、図１はカメラユニットの外観斜視図、図２はカメラユニットの断面図、図３及び図４は光学要素の取付構造を示す分解斜視図、図５は取付構造の一部を示す部分拡大図である。

このカメラユニットは、図１及び図２に示すように、光軸方向Ｌに伸長する（軸線をもつ）筒状部１１及び後方の矩形部１２をもつ保持枠としてのケース１０、筒状部１１の前方側に収容されるレンズ枠２０、筒状部１１の外周面に対して回動自在に設けられた環状のカム部材３０、同様に筒状部１１の外周面を取り囲むように設けられたコイルスプリング４０、コイルスプリング４０を圧縮して押える押え部材５０、レンズ枠２０の後方において矩形部１２に配置された光学要素としてのローパスフィルタ６０、ローパスフィルタ６０をケース１０に接合する両面テープ７０及び接着剤７１、ローパスフィルタ６０の背後に配置された撮像素子としてのＣＣＤ８０等を備えている。

筒状部１１は、その径方向に貫通すると共に光軸方向Ｌに伸長しかつ前方側Ｆに開口する３つのガイド孔１１ａと、その前端面において前方に向けて突出する３つの突起１１ｂとが形成されている。ガイド孔１１ａは、周方向において等角度（１２０度）の間隔で形成されており、突起１１ｂは、ガイド孔１１ａに対して６０度ずれた位置で周方向に等角度（１２０度）の間隔で形成されている。また、突起１１ｂは、その先端側を押え部材５０の３つの切欠部に合わせて組み付けられた後、押え部材５０が抜けないように熱溶着で固定されるようになっている。
カム部材３０は、図１及び図２に示すように、筒状部１１に回動自在に支持されており、所望の角度位置に回転させることで、コイルスプリング４０の付勢力に抗しつつ、後述するレンズ枠２０の突出部２２にカム作用を及ぼして、レンズ枠２０を光軸方向Ｌに移動させるようになっている。

レンズ枠２０は、図１及び図２に示すように、内部にレンズＧを保持する円筒部２１、円筒部２１の外周面から径方向外側に向けて突出する３つの突出部２２等により形成されており、レンズＧの前方には所定の絞り口径をなす開口板２３が設けられている。
３つの突出部２２は、周方向において等角度（１２０度）の間隔で形成されており、筒状部１１のガイド孔１１ａに挿通されて、光軸方向Ｌにおいてカム部材３０のカム面とコイルスプリング４０の一端部に係合しており、レンズ枠２０は、周方向においてガタツキが無く光軸方向Ｌにのみ往復動自在に案内されるようになっている。

ケース１０は、図３ないし図５に示すように、ローパスフィルタ６０を収容する略矩形の凹状をなす収容部１２ａ、収容部１２ａにおいてローパスフィルタ６０の外縁領域と対向する保持面１２ｂ、収容部１２ａの対角線上の二隅に隣接して形成された溜め部１２ｃ、溜め部１２ｃを保持面１２ｂから隔てる二箇所の隔離壁１２ｄ、ＣＣＤ８０を収容する略矩形の凹状をなす収容部１２ｅ等を備えている。

光学要素としてのローパスフィルタ６０は、略矩形形状の平板からなり、外部からの所定レベル以上の衝撃を受けると壊れてしまうような脆性材料により形成されている。そして、このローパスフィルタ６０は、その外縁領域が保持面１２ｂに対向するようにして、ケース１０の収容部１２ａに収容される。

収容部１２ａは、図４に示すように、略矩形形状をなすローパスフィルタ６０が容易に配置されるように、ローパスフィルタ６０よりも若干大きめに形成されている。
保持面１２ｂは、図３に示すように、中央の円形開口１１ｃを画定し、その円形開口１１ｃの周りにおいて、外輪郭が略矩形をなす平坦面に形成されている。

溜め部１２ｃは、図３ないし図５に示すように、保持面１２ｂの対角線上の二隅に隣接した位置において、円形状の穴に形成されている。そして、溜め部１２ｃには、ローパスフィルタ６０の角隅部が臨むようになっている。
すなわち、注入された接着剤７１は、溜め部１２ｃに溜まり、ローパスフィルタ６０の二隅をスポット的にケース１０に接着するため、少ない注入量で十分に保持力を確保できると共に両面テープ７０では吸収できないような所定レベル以上の衝撃力を吸収する弾力性をもたせて、ローパスフィルタ６０が剥がれるのを防止することができる。
また、対角線上の二隅にのみ、溜め部１２ｃを設けて接着剤７１を設けることで、一箇所の場合に懸念される保持力の弱さ及び三箇所以上の場合に懸念される柔軟性（弾力性）の低下を解消して、ローパスフィルタ６０を効率良く保持することができる。

両面テープ７０は、弾力性をもつように、発砲体をなす構造に形成されており、その厚さとしては、０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度、例えば、０．１６ｍｍ、０．２ｍｍのものを採用することができる。
そして、両面テープ７０は、略長方形をなすように切断されて用意され、保持面１２ｂの四隅すなわちローパスフィルタ６０の四隅の近傍領域において、保持面１２ｂとローパスフィルタ６０との間に貼付される。
このように、弾力性をもつ両面テープ７０をローパスフィルタ６０の四隅に貼付することにより、ローパスフィルタ６０はケース１０（保持面１２ｂ）に対して偏り無く接合されて保持されるため、ケース１０に伝わった外部からの衝撃力等はバランス良く両面テープ７０で吸収されて、ローパスフィルタ６０に伝わるのが防止される。

接着剤７１は、紫外線硬化型のゴム系接着剤であり、その物性としては、主成分が変性アクリレート、粘度（コーンプレート型粘度計による粘度）が１３５００〜１９５００ｍＰａ・ｓ、硬度（タイプＡ；ＪＩＳ−Ｋ−７２１５）が３０〜４０、硬化収縮率が５パーセント以下、ヤング率が０．１５ＭＰａ、伸び率が１６０パーセント等の諸特性を満足するものが好適である。

次に、上記カメラユニットにおけるローパスフィルタ６０の取り付け手順について説明する。先ず、図３に示すように、予め準備された４つの両面テープ７０が、ケース１０の保持面１２ｂの四隅領域に貼付される。
続いて、ローパスフィルタ６０が、図３に示すように、収容部１２ａに嵌め込まれるようにして保持面１２ｂに近づけられ、その四隅領域が両面テープ７０に接合される。このとき、ローパスフィルタ６０と隔離壁１２ｄとの間には、両面テープ７０の厚さ分により、後述する接着剤７１が保持面１２ｂに流れ出ない程度に、若干隙間が設けられている。これにより、ローパスフィルタ６０は、図４に示すように、ケース１０に保持されて、所定レベル以下の衝撃力では剥がれ落ちないように接合された状態となる。

続いて、図４に示すように、二箇所の溜め部１２ｃに向けて、ゴム系の接着剤７１が注入される。このとき、溜め部１２ｃと保持面１２ｂとの間には、隔離壁１２ｄが設けられているため、注入された接着剤７１が溜め部１２ｃから保持面１２ｂに流れ出て、ローパスフィルタ６０の接合面に付着するのが防止される。
その後、接着剤７１を硬化させるべく紫外線が照射されると、接着剤７１は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、溜め部１２ｃにスポット状に所定レベルの弾力性を維持しつつ塊となる。これにより、ローパスフィルタ６０は、両面テープ７０では吸収できないようなレベルの衝撃力が加わっても、ケース１０から剥がれ落ちないように保持される。

上記実施形態においては、光学要素としてローパスフィルタ６０を採用して本発明の取付構造を適用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、光学要素として、脆性材料からなるその他のガラスプレート等を採用する構成において、本発明の取付構造を適用してもよい。
上記実施形態においては、両面テープ７０の貼付場所として、保持面１２ｂの四隅領域を採用した場合を示したが、四隅に限らず、上下及び左右の四箇所でもよく、あるいは、その他の箇所及び個数を採用してもよい。

以上述べたように、本発明の光学要素の取付構造は、ＣＣＤ等の撮像素子の前方に光学要素が配置されるものであれば、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯型の情報端末機に搭載されるカメラユニットは勿論のこと、それ以外の光学ユニットにおいても有効に適用できる。

本発明の取付構造が適用されたカメラユニットの外観斜視図である。 図１に示すカメラユニットの断面図である。 図１に示すカメラユニットの一部をなすケース、ローパスフィルタ等の分解斜視図である。 図１に示すカメラユニットにおいて、ケースにローパスフィルタを取り付けた状態を示す斜視図である。 （ａ）はローパスフィルタをケースに取り付けた状態を示す部分背面図であり、（ｂ）はローパスフィルタをケースに取り付けた状態を示す部分断面図である。

符号の説明

Ｌ 光軸方向
１０ ケース（保持枠）
１１ 筒状部
１２ 矩形部（保持枠）
１２ａ ローパスフィルタの収容部
１２ｂ 保持面
１２ｃ 溜め部
１２ｄ 隔離壁
１２ｄ ＣＣＤの収容部
２０ レンズ枠
３０ カム部材
４０ コイルスプリング
５０ 押え部材
６０ ローパスフィルタ（光学要素）
７０ 両面テープ
７１ 接着剤
８０ ＣＣＤ（撮像素子）

Claims (6)

1. 撮像素子の直前に配置される平板状の光学要素と、前記光学要素を保持する保持枠と、を備えていて、
   前記保持枠は、前記光学要素の外縁領域と対向する保持面を有し、
   前記光学要素は、前記保持面に対して、弾力性をもつ両面テープにより接合されている、
   ことを特徴とする光学要素の取付構造。
2. 前記光学要素は、略矩形形状をなし、
   前記両面テープは、前記光学要素の四隅の近傍領域と前記保持面との間に貼付されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の光学要素の取付構造。
3. 前記光学要素の外縁領域の二箇所と前記保持枠との間に、ゴム系の接着剤を塗布した、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学要素の取付構造。
4. 前記光学要素は、略矩形形状をなし、
   前記接着剤は、前記光学要素の対角線上の二箇所に塗布した、
   ことを特徴とする請求項３記載の光学要素の取付構造。
5. 前記保持枠は、前記光学要素の外縁領域において、前記接着剤を溜める凹状の溜め部を有する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光学要素の取付構造。
6. 前記保持枠は、前記保持面を画定すると共に前記光学要素を収容する凹状の収容部と、前記保持面と前記溜め部とを隔てる隔離壁と、を有する、
   ことを特徴とする請求項５記載の光学要素の取付構造。
   
   

Images