JP2006237756A - 固体撮像装置及びこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で製品毎のばらつきを防止し、組み立てが容易である固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 レンズ（２）と、撮像素子（６）と、前記レンズを保持している第１のホルダ（４Ａ）と、前記第１のホルダに螺合する第２のホルダ（３）とを含む固体撮像装置（１）において、前記第１のホルダの外周部には、前記レンズの光軸方向から確認可能な凹部（９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ）または凸部（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）が形成されており、前記レンズは、前記光軸方向から前記第１のホルダに組み付けられ、前記凹部または前記凸部に対して所定位置に配置されるように前記第１のホルダに保持されている固体撮像装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は固体撮像装置に関する。より詳細には、簡単な構造で製品毎のばらつきを防止し、組み立てが容易である固体撮像装置及び電子機器に関する。

固体撮像装置は、カメラ、携帯電話等の電子機器に組込まれて使用される。固体撮像装置は内部に、レンズを含む光学系及びレンズによって結像される撮影画像を出力する撮像素子等を含んで構成されている。

特許文献１は、従来の固体撮像装置を開示している。具体的には、同文献の図１において、撮像素子と、この撮像素子を取り付ける基板と、この撮像素子に被写体像を結像させるレンズと、このレンズを保持する第２ホルダと、基板に搭載され第２ホルダを支持する第１ホルダとを含む固体撮像装置を開示している。第２ホルダの下部の外周には雄ねじ部が設けられ、第１ホルダの内周に設けられた雌ねじ部と螺合することにより、第２ホルダは第１ホルダに固定される。ここで、ピントを調整するには、第２ホルダと第１ホルダとの螺合量を調整して、撮像素子とレンズとの距離を微調整することにより行っている。

一般的に、固体撮像装置に用いられるレンズは、射出成形により製造されたプラスチック製のレンズが用いられている。プラスチックレンズは、通常成形金型を用いてゲートからキャビティ内に溶融プラスチックを射出し、これを冷却固化して製造する。従って、プラスチックレンズには、成形時の樹脂流れの影響により、光学的な歪（非点収差）が発生しやすい。なお、ガラスレンズにも同様の問題がある。

特開２００３−４６８７５

ここで、特許文献１の固体撮像装置では、レンズを第２ホルダに単に組みつけているだけなので、製品毎に第２ホルダに対するレンズの位置、とりわけレンズの光軸回りの位置にばらつきが発生する。製品毎に第２ホルダに対するレンズの位置がばらつくと、前述したレンズごとの光学的な歪みにより、固体撮像装置の品質（画質や解像度等）がばらつくという問題がある。

また、特許文献１の固体撮像装置では、前述したように、第２ホルダと第１ホルダとの螺合量を調整することによって、撮像素子とレンズの距離を調整して、ピントの調整を行っている。しかし、第２ホルダに対するレンズの位置が製品毎にばらつくので、ピントの調整に必要な第２ホルダと第１ホルダとの螺合量も製品毎にばらつきが生じる。螺合量が製品毎にばらつくことにより、作業者は、製品毎に細かなピントの調整をしなければならず、組み立てに長時間を要するという問題がある。

更に、特許文献１の固体撮像装置では、第２ホルダは円筒形状である。このため、作業者にとっては、第２ホルダを第１ホルダに螺合する際に、第２ホルダを回転させ難いという問題がある。この結果、更に、組み立て時間が必要になる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構造で製品毎のばらつきを防止し、組み立てが容易である固体撮像装置及び電子機器を提供することである。

上記目的は、レンズと、撮像素子と、前記レンズを保持している第１のホルダと、前記第１のホルダに螺合する第２のホルダとを含む固体撮像装置において、前記第１のホルダの外周部には、前記レンズの光軸方向から確認可能な凹部または凸部が形成されており、前記レンズは、前記光軸方向から前記第１のホルダに組み付けられ、前記凹部または前記凸部に対して所定位置に配置されるように前記第１のホルダに保持されている固体撮像装置によって達成できる。

このような構成により、レンズは、第１のホルダに対して常に同じ位置で組み付けられる。従って、製品毎にレンズと第１のホルダとの位置がばらつくことを防止できる。よって、レンズが組み込まれた第１のホルダを、第２のホルダに螺合する際に、製品毎の螺合量はほぼ一定となり、短時間で容易にピントの調整を行うことができる。従って、固体撮像装置の組み立て時間も短縮化され、組み立て性も向上する。また、凹部または凸部を第１のホルダの外周部に設けているので、凹部や凸部に治具を係合させることによって第１のホルダを容易に保持でき、第１のホルダと第２のホルダとを容易に螺合できる。

また、上記目的は、レンズと、撮像素子と、前記レンズを保持している第１のホルダと、前記第１のホルダに螺合する第２のホルダとを含む固体撮像装置において、前記第１のホルダには、前記レンズの光軸方向に沿って貫通する孔部が形成されており、前記レンズは、前記光軸方向から前記第１のホルダに組み付けられ、前記孔部に対して所定位置に配置されるように前記第１のホルダに保持されている固体撮像装置によっても達成できる。

このような構成により、レンズは、第１のホルダに対して常に同じ位置で組み付けられる。また、孔部が第１のホルダを貫通するように設けられているので、孔部に治具を係合させることによって第１のホルダを容易に保持でき、第１のホルダと第２のホルダとを容易に螺合できる。

また、前記レンズには、前記凹部、前記凸部または前記孔部に対する位置を確認するための目印が形成することもできる。このような構成によれば、レンズと第１のホルダとの位置を容易に確認できる。

また、前記目印は、前記レンズと一体に成形されている。このような構成により、レンズに簡単に第２の目印を設けることができる。

また、この固体撮像装置を備えた電子機器は、製品毎のばらつきを抑制し、組み立て性が向上した装置となる。

本発明によると、簡単な構造で製品毎のばらつきを防止し、組み立てが容易である固体撮像装置及び電子機器を提供できる。

以下、図面を参照して本発明に係る実施例を説明する。

図１は、本実施例に係る固体撮像装置１の断面図である。固体撮像装置１は、レンズ２と、第１ホルダ４Ａ及び第２ホルダ３、並びに撮像素子６等を備えて構成されている。第１ホルダ４Ａ内の所定位置にレンズ２が保持されている。すなわち、レンズ２は、第１ホルダ４Ａの撮像素子６側から挿入され、第１ホルダ４Ａ内に固定されている。第１ホルダ４Ａの撮像素子６側には円筒部１３が形成されている。第１ホルダ４Ａの被写体側の外周部には、レンズ２の光軸と直交する方向に延伸するフランジ部１１が形成されている。また、第１ホルダ４Ａの被写体側には、開口穴１２が設けられている。また、第２ホルダ３は下方側（撮像素子６側）が角筒状であり、上方側（被写体側）は第１ホルダ４Ａと嵌合するように円筒状に形成されている。第２ホルダ３と第１ホルダ４Ａとは互いに嵌合する部分ＣＮで螺合している。第２ホルダ３の内部にはフィルタ５が配設されている。フィルタ５としては、例えば赤外線をカットするＩＲカットフィルタが採用されている。

第２ホルダ３の下側（角筒部分）では内壁が外側に広げられており、段部が形成されている。この段部のレンズ２の光軸方向ＬＡと直交する面にガラス基板７が当接し、第２ホルダ３の内壁にガラス基板７の外周側面が当接して位置決めされている。このようにガラス基板７を第２ホルダ３内に位置決めするとレンズ２の光軸方向ＬＡと垂直な方向での位置ずれを防止できる。特にガラス基板７の背面に撮像素子６が搭載されているので撮像素子６を光軸方向ＬＡ上に正確に配置できる。第２ホルダ３の撮像素子側の端部では、遮光性を備えたカバー部材８が設けられている。尚、固体撮像装置１には、本固体撮像装置１と外部装置（回路）とを接続するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）とを備えている（不図示）。

次に、固体撮像装置１の組み立て方法について簡単に説明する。先ず、配線パターンが形成されているガラス基板７に撮像素子６等の電子部品を実装し、さらにＦＰＣをガラス基板７に接続する。第２ホルダ３内にフィルタ５及びガラス基板７を接着する。そして、ピントの調整をするために、予めレンズ２等を組み付けられている第１ホルダ４Ａを、第２ホルダ３に螺合させる。次に、ピントの微調整をするために、作業者は、固体撮像装置１Ａが撮像した画像を見ながら、第１ホルダ４Ａを光軸方向に微調整する。この微調整が終わると、第１ホルダ４Ａと第２ホルダ３とを接着剤により接着する。ここで、第１のホルダ４Ａにレンズ２を組み付ける作業及び、第１ホルダ４Ａと第２ホルダ３を螺合する作業について、以下で詳しく説明する。

図２は、第１ホルダ４Ａの底面図である。第１ホルダ４の外周側面には雄ねじ部１０が形成されている。尚、第２ホルダ３の内周にも雄ねじ部１０に対応する雌ねじ部（不図示）が設けられている。ここで、第１ホルダ４Ａのフランジ部１１の外周側面には、図１及び図２に示すように係合部としての凹部９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが設けられている。この凹部は、光軸を中心として９０度ごとに配置されており、フランジ部１１を光軸方向に貫通している。凹部９Ａは、他の凹部９Ｂ〜９Ｄより大きく形成されている。一方、レンズ２には、図１及び図２に示すように、撮像素子６側の面の外周部近傍に、目印としての凸部２Ａが設けられている。ここで、レンズ２は、レンズ２に設けられている凸部２Ａと、第１ホルダ４Ａに設けられている凹部９Ａとが対応するように、第１ホルダ４Ａに組み付けられる。即ち、レンズ２に設けられている凸部２Ａと、第１ホルダ４Ａに設けられている凹部９Ａが直線上に並ぶように、レンズ２を第１ホルダ４Ａに組み付ける。このように、作業者は、第１ホルダ４Ａに設けられている凹部９Ａと、レンズ２に設けられている凸部２Ａとを目印として、上記の組み付け作業をすることができる。この結果、レンズ２は、第１ホルダ４Ａに対して常に同じ位置で組み付けられる。従って、製品毎にレンズ２と第１ホルダ４Ａとの位置がばらつくことを防止できる。よって、レンズ２が組み込まれた第１ホルダ４Ａを、第２ホルダ３に螺合する際に、製品毎の螺合量はほぼ一定となる。従って、作業者は、短時間で容易にピントの調整を行うことができる。以上から、固体撮像装置１の組み立て時間も短縮化、簡易化される。また、凹部９Ａ〜９Ｄがフランジ部１１を貫通するように形成されているので、レンズ２の挿入方向、すなわち撮像素子６側からでも容易に凹部９Ａ〜９Ｄを確認できる。従って、容易にレンズ２を第１ホルダ４Ａに組み付けることができる。尚、凹部９Ａが、他の凹部９Ｂ〜９Ｄより大きく形成されているのは、作業者が、レンズ２を組み付ける際の目印となる凹部９Ａと、他の凹部９Ｂ〜９Ｄとの混同を防止するためである。

また、第１ホルダ４Ａのフランジ部１１に設けられている凹部９Ａ〜９Ｄは、作業者が第１ホルダを第２ホルダに螺合する際に、例えばピンセット等の組み立て用の第１ホルダ４Ａを保持する治具（不図示）の一部を、凹部９Ａ〜９Ｄに係合させてピントの調整を行う。このようにしてピントの調整を行うことにより、作業者は、容易に第１ホルダ４Ａを回転させることができる。よって、作業者は短時間で第１ホルダ４Ａを第２ホルダ３に螺合させることができ、ピントの調整をすることができる。従って、作業者は、固体撮像装置１を短時間で組み立てることができる。また、ピンセット等の治具を用いてピントの調整をすることにより、レンズ２が作業者の指紋等により汚れることを防止できる。また、第１ホルダ４Ａを保持するための治具に係合する凹部９Ａ〜９Ｄをレンズ２の位置合わせの目印としても使用しているので、第１ホルダ４Ａに位置合わせ専用の目印を設ける場合よりも、構成を簡略化できる。

ここで、レンズ２に設けられている凸部２Ａは、レンズ２と一体的に成形される。具体的には、凸部２Ａは、レンズ２を成形するときに、金型に溶融プラスチックを注入するためのゲートによって形成されるゲート部を、カットした後に残るゲート部の一部、もしくは全部から形成される。従って、凸部２Ａはレンズ２に容易に成形することができる。

尚、レンズ２に設けられている凸部２Ａの位置と、第１ホルダ４Ａに設けられている凹部９Ａの位置は、両者が対応するように組み付けられた場合に、固体撮像装置の解像度が最良となるように設けることが望ましい。

次に、第１ホルダ４Ａの変形例として、図３に示す第１ホルダ４Ｂについて説明する。図３は、第１ホルダ４Ｂの底面図である。第１ホルダ４Ａと異なっている点は、第１ホルダ４Ｂは、フランジ部１１の外周側面に凹部ではなく、凸部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが形成されている点である。ここで凸部９ａは、他の凸部９ｂ〜９ｄより大きく形成されている。第１ホルダ４Ａと同様に、作業者が、目印用の凸部９ａと他の凸部９ｂ〜９ｄとを混同しないようにするためである。その他の構成は、第１ホルダ４Ａと同様である。尚、第１ホルダ４Ｂを用いて固体撮像装置１を組み立てる場合、保持用治具は、凸部９ａ〜９ｄに係合するものを使用する。

次に、第１ホルダ４Ａの変形例として、図４に示す第１ホルダ４Ｃについて説明する。図４は、第１ホルダ４Ｃの底面図である。第１ホルダ４Ａと異なっている点は、第１ホルダ４Ｃは、円筒部１３に被写体側の端面から撮像素子６側の端面までレンズ２の光軸方向に沿って貫通する孔部９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈが形成されている点である。ここで孔部９ｅは、他の孔部９ｆ〜９ｈより大きく形成されている。第１ホルダ４Ａと同様に、作業者が、目印用の孔部９ｅと他の孔部９ｆ〜９ｈとを混同しないようにするためである。その他の構成は、第１ホルダ４Ａと同様である。尚、第１ホルダ４Ｃを用いて固体撮像装置１を組み立てる場合、保持用治具は、孔部９ｅ〜９ｈに係合するものを使用する。なお、孔部を第１ホルダ４Ｃのフランジ部１１に形成してもよい。また、孔部９ｅ〜９ｈから撮影に不要な光が入ってくることを防止するため、レンズ２を第１ホルダ４Ｃに組み付けた後に孔部９ｅ〜９ｈを樹脂等で塞いでも良い。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、レンズを複数備える固体撮像装置においては、それぞれのレンズごとに目印となる凸部等を設け、このレンズを保持するホルダに目印となる凹部を設けて、この共通の凹部にレンズごとに設けられた目印が対応するように位置あわせをしてもよい。また、レンズ２に設けられた目印は、ゲート部をカットした後にレンズ２に形成される凹部（窪み及び溝を含む）であってもよい。また、第１ホルダ４Ａに設けられた凹部は、１箇所であってもよいし、本実施例よりも更に多く設けてもよい。尚、第１ホルダ４Ａに、複数の凹部を設ける場合は、レンズの位置決めの目印となる凹部と、その他の凹部との区別が付くように設ける必要がある。また、上記実施例では、レンズ２を撮像素子６側から第１ホルダ４Ａ〜４Ｃに組み付けたが、被写体側から組みつけてもよい。この場合には、凹部９Ａ〜９Ｄ、凸部９ａ〜９ｄ及び孔部９ｅ〜９ｈを撮像素子６側から確認できるように形成する必要はなく、少なくとも被写体側から確認できるように形成すればよい。

本実施例に係る固体撮像装置１の断面図である。 第１ホルダ４Ａの底面図である。 第１ホルダ４Ｂの底面図である。 第１ホルダ４Ｃの底面図である。

符号の説明

１ 固体撮像装置
２ レンズ
２Ａ 凸部
３ 第２ホルダ
４Ａ、４Ｂ 第１ホルダ
５ フィルタ
６ 撮像素子
６ＰＡ 受光部
７ ガラス基板（基板）
８ カバー部材
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ 凹部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 凸部
９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ 孔部
１０ 雄ねじ部
１１ フランジ部
１２ 開口穴
１３ 円筒部
ＬＡ 光軸方向

Claims (5)

1. レンズと、
   撮像素子と、
   前記レンズを保持している第１のホルダと、
   前記第１のホルダに螺合する第２のホルダとを含む固体撮像装置において、
   前記第１のホルダの外周部には、前記レンズの光軸方向から確認可能な凹部または凸部が形成されており、
   前記レンズは、前記光軸方向から前記第１のホルダに組み付けられ、前記凹部または前記凸部に対して所定位置に配置されるように前記第１のホルダに保持されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. レンズと、
   撮像素子と、
   前記レンズを保持している第１のホルダと、
   前記第１のホルダに螺合する第２のホルダとを含む固体撮像装置において、
   前記第１のホルダには、前記レンズの光軸方向に沿って貫通する孔部が形成されており、
   前記レンズは、前記光軸方向から前記第１のホルダに組み付けられ、前記孔部に対して所定位置に配置されるように前記第１のホルダに保持されていることを特徴とする固体撮像装置。
3. 前記レンズには、前記凹部、前記凸部または前記孔部に対する位置を確認するための目印が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 前記目印は、前記レンズと一体に成形されていることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の固体撮像装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   
   

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