JP2006284841A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータに搭載される固体撮像装置において、コンパクト化、軽量化、簡易化という設計思想を損なうことなく、レンズへの防塵および衝撃に対する強度の向上を目的とする。
【解決手段】レンズ４と、レンズを保持するレンズホルダ５と、レンズホルダ５をレンズ４の光軸に沿ってレンズ繰り込み位置及びレンズ繰り出し位置に移動可能に保持するベース部材６とを有し、レンズホルダ５がレンズ繰り込み位置に位置するときには、レンズホルダ５がベース部材６に当接した状態で保持されることを特徴とする。これにより、簡易な構成でレンズへの防塵、衝撃強度を高めることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータに搭載される固体撮像装置に関する。

近年、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータに固体撮像装置を搭載して、この固体撮像装置で撮像した画像や映像を、それらのデバイスのデータ通信機能などを利用して、送受信することが一般的になりつつある。そのため、利用者は固体撮像装置を搭載した種々のデバイスを携帯して持ち歩き、さまざまな環境で使用することが増えてきている。

一方で、このような要求に応じるために、固体撮像装置を搭載したデジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータは、年々コンパクト化、軽量化が促進されており、それと同時に衝撃に対する強度や機能の高度化が要求されてきている。

このような要望に応えるためには、簡単な構造でレンズ鏡筒と固体撮像素子のカバー部材との間隙の遮光、防水、防滴機能を有するカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数の撮影レンズを保持する複数の鏡筒の間に炭化処理したテトラフルオロエチレン樹脂粉末を表面に含むゴム材料からなる遮蔽手段を設けることによって、遮光性や防水性の向上を実現するものがある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、複数のレンズの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する蛇腹状の遮光及び防塵手段とを有する鏡筒機構により、遮光および防塵機能を実現させるものもある（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−４２４０７号公報 特開２００１−４８９５号公報 特開２００４−２３３３８１号公報

しかしながら、上述の特許文献１のように、レンズ鏡筒と外装との間隙の遮光、防水、防滴しても、内部で発生し、レンズに付着するゴミに対しては、有効ではない。

また、上述の特許文献２のように、炭化処理したテトラフルオロエチレン樹脂粉末を表面に含むゴム材料からなる遮蔽手段を設けることは、コストアップとなってしまう。

さらに、上述の特許文献３のように、ユニットの光軸方向の相対移動に連動して伸縮する蛇腹状の遮光及び防塵手段では、コンパクト化、軽量化に対応することができない。

そのため、コンパクト化、軽量化されたデジタルデバイスに搭載された固体撮像装置に対して、レンズや撮像素子やフィルタへの防塵を図るとともに、衝撃に対する強度を高めることを、簡易な構造によって、実現する必要がある。

本発明は、以上の問題を鑑み、コンパクト化、軽量化、簡易化という設計思想を損なうことなく、レンズへの防塵および衝撃に対する強度の向上を、実現するものである。

上記目的を達成するため、本願における固体撮像装置は、レンズと、前記レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを前記レンズの光軸に沿ってレンズ繰り込み位置及びレンズ繰り出し位置に移動可能に保持するベース部材とを有し、前記レンズホルダが前記レンズ繰り込み位置に位置するときには、前記レンズホルダが前記ベース部材に当接して保持されることを特徴とする。

上述のベース部材の前記レンズホルダとの当接部又は前記レンズホルダの前記ベース部材との当接部には、弾性部が設けられてもよい。

前記当接部を前記ベース部材又は前記レンズホルダに一体的に設けてもよい。

レンズや撮像素子やフィルタへの防塵を図るとともに、衝撃に対する強度を高めることが可能となる。

図１は、実施形態１に使用される固体撮像装置の断面図である。実施形態１で用いられる固体撮像装置１は、基板２、外装３、レンズ４、レンズホルダ５、ベース部６、ガイド部７、送りねじ８、撮像素子９およびフィルタ１０から構成される。

固体撮像装置１は、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯型パーソナルコンピュータなどに用いられる。基板２は、平板状の回路基板であって、基板２上に電気的に接続された例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）からなる撮像素子９が設けられている。実施形態１においては、基板２は、電気配線を介して、カメラモジュールのフレキシブルプリント基板（図示せず。）に接続されている。

外装３は、カメラモジュールの外周を覆うカバーであって、固体撮像装置１は、このカメラモジュールの外装３に収納されている。なお、この外装３は、携帯電話などの外周を覆うカバーであってもよい。

レンズ４は、光学レンズで、レンズ４が被写体を結像する焦点位置には、撮像素子９が位置する。レンズホルダ５は、上述のレンズ４を固定する部材である。

基板２上には、ベース部６、ガイド部７および送りねじ８からなるホルダが搭載してあり、このホルダの下部に撮像素子９が配置され、この撮像素子９を包囲するようにベース部６は形成されている。ホルダの上部は、光軸を中心とする円筒形状に形成してあり、この円筒部分の内周面に、ガイド部７および送りねじ８が配置されている。そして、送りねじ８を回転させることによって、上述のレンズホルダ５が、ガイド部７に沿って光軸方向に移動可能にしている。これにより、レンズホルダ５がレンズ繰り込み位置及びレンズ繰り出し位置に移動可能となっている。ガイド部７は、外装３およびベース部６によって固定されている。

撮像素子９は、基板２上に電気的に接続された例えばＣＣＤからなる撮像素子である。上述のレンズホルダ５によって固定されたレンズ４が、撮像素子９に被写体像を結像する。レンズ４が被写体を結像する焦点位置は、各部品の寸法公差や組立精度等によって、個々の撮像装置毎に異なる。そのため、撮像素子９に正確に結像させるためには、最終組立の際にピントの初期調整が必要になる。

フィルタ１０は、ＮＤフィルタ又はＩＲカットフィルタ等でありホルダのベース部６上に、撮像素子９と対向するように配置されている。

本発明において、レンズホルダ５は、固体撮像装置の電源がＯＦＦにされるレンズ繰り込み時に、上述の光軸方向の内、ホルダのベース部６側の方向へ、ガイド部７に沿って移動し、レンズ繰り込み位置に位置したときにはホルダのベース部６に当接した状態で保持される。これによって、本発明では、コンパクト化、軽量化されたデジタルデバイスに搭載された固体撮像素子に対して、レンズへの防塵を図るとともに、衝撃に対する強度を高めることができる。

また、蛇腹構造などの特殊な部材を用いることなく、簡易な構造によって、上述の効果を実現することができる。

固体撮像装置１は、デジタルカメラあるいは携帯電話などの携帯電子デバイスに用いられ、その装置の不使用時に、レンズホルダ５は、送りねじ８が駆動することによって、ガイド部７に沿って基板２方向へと繰り込まれ、ホルダのベース部６に当接した状態で格納される。そのため、携帯する際の振動でゴミ等が発生しても装置内部のセンサ、レンズなどへのゴミの付着を防止することができる。

さらに、携帯電子デバイスを落としてしまったような場合であっても、落下時の衝撃がベース部６に均一にかかるため、レンズ４、レンズホルダ５、ガイド部７および送りねじ８への衝撃が低減される。

また、光学レンズが複数ある場合において、それぞれのレンズは密着して、ホルダのベース部に当接した状態で保持するようにしてもよい。これにより、簡易な構造で複数のレンズ４およびレンズホルダ５への防塵効果および落下時の衝撃を低減させることができる。

図２は、固体撮像装置１が搭載されるデジタルカメラあるいは携帯電話などの携帯電子デバイスの不使用時に、レンズホルダ５が、送りねじ８が駆動することによって、ガイド部７に沿って、基板２方向へと繰り込まれる途中の状態を表わす断面図である。

この状態であっても、レンズホルダ５によって保持されるレンズ４は、外装３の方向から、基板２方向に繰り込まれているため、外部からの直接のゴミの付着を、ある程度防止することができる。

図３は、実施形態１に使用される固体撮像装置の断面図である。本図では、図２の途中段階から、さらにレンズホルダ５が、基板２方向へと繰り込まれ、ホルダのベース部６に当接した状態で、完全に保持されている状態である。

当接部３０および当接部３１は、それぞれレンズホルダ５と当接する部分である。レンズホルダ５の下部全体がベース部６に当接するため、レンズ４とフィルタ１０との間が完全に塞がれ、外部で発生したゴミが中に入ることはない。

これにより、コンパクト化、軽量化されたデジタルデバイスに搭載された固体撮像素子に対して、レンズへの防塵を図ることができる。それとともに、本図に示すような簡易な構造によって、これらデジタルデバイスに与えられた衝撃に対し、固体撮像装置１の強度を、飛躍的に高めることができる。

図４は、実施形態２に使用される固体撮像装置の断面図である。実施形態２で用いられる固体撮像装置４０と上述の実施形態１との相違点は、当接部材４１を、新たに設けた点である。当接部材４１は、弾性体を材料とする当接部材を用いている。

当接部材４１を用いることにより、レンズホルダ５とベース部６の当接部の密着度を向上させることができる。

なお、当接部材４１は、ベース部６と一体的に形成された突起であってもよい。この場合は、送りねじ８の食いつきを防止することができる。

さらに、当接部材４１は、レンズホルダ５に設けられていてもよい。

図５は、実施形態２で使用されるカメラモジュールの外観図である。カメラモジュール５０は、固体撮像装置５１、多層フレキシブルプリント基板５２および接続部５３から構成される。

カメラモジュール５０は、デジタルカメラあるいは携帯電話などの携帯電子デバイスに用いられる。

固体撮像装置５１は、実施形態１または２の固体撮像装置１と同様に、基板２、外装３、レンズ４、レンズホルダ５、ベース部６、ガイド部７、送りねじ８、撮像素子９およびフィルタ１０から構成される。

そして、装置の不使用時に、レンズホルダ５は、送りねじ８が駆動することによって、ガイド部７に沿って基板２方向へと繰り込まれ、ホルダのベース部６に当接した状態で格納される。そのため、カメラモジュール５０を搭載したデバイスを携帯する際の振動でゴミが発生しても、カメラモジュール５０の内部のセンサ、レンズなどへのゴミの付着を防止することができる。

さらに、カメラモジュール５０を搭載したデバイスを落としてしまったような場合であっても、落下時の衝撃がベース部６に均一にかかるため、レンズ４、レンズホルダ５、ガイド部７および送りねじ８への衝撃が低減される。

多層フレキシブルプリント基板５２は、電気配線を介して、基板２と接続されている。多層フレキシブルプリント基板５２は、多層のケーブルが基板と一体化しており、全層とも基材が主としてポリイミドで形成されている。接続部５３は、カメラモジュール５０が搭載されるデバイスのコントロール部と接続される。

また、カメラモジュール５０は、本発明のＣＣＤに、さらにオートフォーカス機構、ズーム機構、シャッタ機構およびマクロ機構などを、付加したものであってもよい。

図６は、実施形態２で使用されるデジタルカメラの外観図である。デジタルカメラ６０は、レンズ６１、スライドカバー６２、ファインダー６３、フラッシュ６４、セルフタイマーランプ６５およびマイク６６から構成される。

レンズ６１は、実施形態１または２の固体撮像素子１を用いている。スライドカバー６２は、カメラの不使用時にスライドカバー６２を閉めると、自動的に電源がＯＦＦになるようになっている。そして、この場合に、レンズホルダ５は、送りねじ８が駆動することによって、ガイド部７に沿って基板２方向へと繰り込まれ、ホルダのベース部６に当接した状態で格納される。そのため、携帯する際の振動でゴミが発生しても装置内部のセンサ、レンズなどへのゴミの付着を防止することができる。

さらに、携帯電子デバイスを落としてしまったような場合であっても、落下時の衝撃がベース部６に均一にかかるため、レンズ４、レンズホルダ５、ガイド部７および送りねじ８への衝撃が低減される。

ファインダー６３は、被写体を確認するための窓であり、カメラの背面に液晶画面によって、表示されるようにしてもよい。また、デジタルカメラ６０は、フラッシュ６４、セルフタイマーランプ６５、マイク６６などを装備している。

なお、実施形態２では、スライドカバー６２を用いているが、本発明の趣旨から、スライドカバー６２を用いずに、カメラの不使用時は、単にレンズホルダ５は、基板２方向へと繰り込まれるようにしてもよい。これにより、直接外部からレンズやフィルタに付着するゴミを排除しつつ、かつ、落下時の衝撃にも耐えることができる。また、本発明は、デジタルカメラに限られずに、固体撮像装置を搭載するデバイスであれば、車載やセキュリティなどの多用途で用いられる、さまざまなデバイスに用いることができる。また、実施形態２では基板２にベース部材６が設けられている構成となっているが、基板５をベース部材としてもよい。つまり、基板２にガイド７が設けられて、レンズホルダ５が繰り込まれると基板５に当接するようにしてもよい。

そして、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータなどのさまざまなデバイスに、本発明の固体撮像装置１あるいは４０を搭載して、この固体撮像装置１あるいは４０で撮像した画像や映像を、デジタルカメラ、携帯電話あるいは携帯用パーソナルコンピュータのデータ通信機能などを利用して、送受信するように構成してもよい。

本発明は、固体撮像装置に使用できる。

実施形態１に使用される固体撮像装置の断面図である。 実施形態１に使用される固体撮像装置の断面図である。 実施形態１に使用される固体撮像装置の断面図である。 実施形態２に使用される固体撮像装置の断面図である。 実施形態２に使用されるカメラモジュールの外観図である。 実施形態２に使用されるデジタルカメラの外観図である。

符号の説明

１ 固体撮像装置
２ 基板
３ 外装
４ レンズ
５ レンズホルダ
６ ベース部
７ ガイド部
８ 送りねじ
９ 撮像素子
１０ フィルタ
３０ 当接部
３１ 当接部
４０ 固体撮像装置
４１ 当接部材
４２ 当接部材
５０ カメラモジュール
５１ 固体撮像装置
５２ 多層フレキシブルプリント基板
５３ 接続部
６０ デジタルカメラ
６１ レンズ
６２ スライドカバー
６３ ファインダー
６４ フラッシュ
６５ セルフタイマーランプ
６６ マイク

Claims (3)

1. レンズと、
   前記レンズを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダを前記レンズの光軸に沿ってレンズ繰り込み位置及びレンズ繰り出し位置に移動可能に保持するベース部材と
   を有し、
   前記レンズホルダが前記レンズ繰り込み位置に位置するときには、前記レンズホルダが前記ベース部材に当接して保持される
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 請求項１において、前記ベース部材の前記レンズホルダとの当接部又は前記レンズホルダの前記ベース部材との当接部には、弾性部が設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
3. 請求項２において、前記当接部を前記ベース部材又は前記レンズホルダに一体的に設けたことを特徴とする固体撮像装置。
   
   
   
   
   
   

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