JP2008116594A - 撮像装置及び撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のＡＦ機能等の高級機能に対応するための駆動装置を備えた撮像装置は、光軸調整を行うと撮像装置の収納高さが大きくなるという問題がある。
【解決手段】 ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置において、前記蓋体に前記スライド軸の傾きを設定する傾設定手段を設け、該傾設定手段により前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行うことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の撮像素子と、レンズユニットの駆動手段を有する小型撮像装置の改良に関し、さらに詳しくは駆動手段を有するレンズユニットと撮像素子との光軸調整が極めて容易な撮像装置及び撮像装置の製造方法に関するものである。

最近、携帯電話やＰＨＳ等で撮像した画像をそのままメールに添付して送ることが出来るようなデジタルカメラ機能内蔵の電話機が販売されている。これら携帯電話のカメラ機能の多くはデジタルカメラと同じく、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の固体撮像素子と、レンズや絞り部材等の光学系部材よりなるレンズユニットを１つのケースに組み込んで一体化した小型撮像装置が用いられている。

前記撮像装置の組立てに当たっては前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行う必要があり、この光軸調整方法に付いては従来より色々な提案がなされている。例えばレンズを直接操作して調整を行う第１の従来例として特許文献１があり、以下図面によりその基本構成を説明する。

図５は従来の撮像装置におけるレンズとレンズ支持胴枠の部分断面図、図６は図５のＸ−Ｘ断面図である。図５、図６において５５はレンズユニットの１部であり、レンズ５１は支持胴枠５２内において抑え環５３の緊締により支持胴枠５２の端部５２ａに押えつけられて固定されている。

５２ｂ，５２ｃは調整孔であり、前記支持胴枠５２の側面にレンズ５１の周面に対応する位置で、支持胴枠５２の中心軸に向かって斜めに形成されている。５８，５９はレンズ位置調整用の調整棒であり、前記支持胴枠５２の二つの調整孔５２ｂ，５２ｃに挿入され、レンズ５１の周面に当接している。

図６に示すごとく、調整孔５２ｂ，５２ｃは前記支持胴枠５２の円周方向上に９０度の間隔となるように２箇所設けられており、それぞれに調整棒５８，５９が挿入されている。支持胴枠５２を図示しない外部の治具で固定して調整棒５８，５９を出し入れすることにより、レンズ５１を微小移動させて芯出しを行う。これによりレンズ５１の光軸を支持胴枠５２の中心軸上に合致させることができる。光軸調整後は接着剤によりレンズ５１を支持胴枠５２に固着してレンズユニット５５を完成させる。

次にレンズユニットを操作して調整を行う第２の従来例として特許文献２があり、以下図面によりその基本構成を説明する。図７は従来の撮像装置の平面図、図８は図７のＹ−Ｙ断面図である。

図７、図８において４０は撮像装置、４１はプリント配線基板（以下ＰＣＢと略記する）４２は撮像素子、４４はレンズホルダ、４５はレンズユニットであり、前記ＰＣＢ４１上に撮像素子４２が載置され、レンズユニット４５がレンズホルダ４４に保持されている。そして、レンズユニット４５の全面のフランジ部には後述する光軸調整動作において治具の爪が、レンズユニット４５を保持するためのチャック凹部４５ａが設けられている。

次に撮像装置４０の光軸調整動作に付いて説明する。図７、図８においてレンズユニット４５のチャック凹部４５ａに４本の治具の爪１００（図面では爪の１部のみ記載）を挿入し、レンズユニット４５を治具に保持する。この状態から調整用チャート１５０を撮像装置４０で撮像し、撮像画像に応じて治具を操作することによりレンズユニット４５を光軸Ｋに対して矢印Ｓの方向に移動させて、レンズユニット４５との光軸を調整する。そしてこの光軸調整が終了した状態で、前記レンズホルダ４４にレンズユニット４５を接着剤により固着して撮像装置４０を完成させる。

上記第１及び第２の従来例における撮像装置はいずれもレンズの移動を行なわない固定焦点用のレンズユニットが対象であるため、光軸調整後に撮像素子を搭載したＰＣＢとレンズホルダとレンズユニットとを接着剤によって固着する構成となっている。

しかし、近年はカメラの高機能化に伴いレンズユニットを移動させるＡＦ機能（オートフォーカス）やズーム機能を備えた高級機種が主流となっている。このため、レンズユニットには駆動機構が設けられており、このような駆動機構を備えたＡＦ用レンズユニットは、固定焦点用のレンズユニットのようにレンズホルダに固着する事が出来ない構成となっている。

次に従来より行なわれている駆動機構を備えたＡＦ用レンズユニットの光軸調整に付いて説明する。
図９は駆動機構を備えた撮像装置の斜視図、図１０は図９に示す撮像装置の要部断面図であり、本願発明にも用いている構成である。図１１は図９に示す撮像装置の要部断面図であり、従来の光軸調整状態を示すものである。

図９、図１０において３０は駆動装置を備えた撮像装置、１はＰＣＢ、２は撮像素子、３はフレーム、４は蓋体であり、前記フレーム３と蓋体４とによりケースを構成している。５はレンズユニット、７はスライド軸であり、スライド軸７はその両軸端部がフレーム３の底部に設けられた軸溝３ａと、蓋体４に設けられたスライド軸支持孔４ａとに軸支されており、蓋体４は蓋体固定孔４ｂにおいてネジ１７によりフレーム３に固定されている。前記レンズユニット５はスライド孔５ａを前記スライド軸７に係合させて駆動可能に構成されている。

８はモータであり、フレーム３の開口部３ｂ側に固着されて駆動軸８ａをフレーム３の内部に延在させている。９はモータ８の駆動軸８ａに取り付けられたカムであり、このカム９が前記レンズユニット５の従動部材５ｂと係合している。そして前記モータ８、カム９、スライド軸７、レンズユニット５によりレンズ駆動機構を構成し、このレンズ駆動機構が前記撮像素子２を搭載したＰＣＢ１にスペーサ１５を介し、接着剤１６等により固着されている。

次に前記撮像装置３０のレンズ駆動動作に付いて説明する。前記撮像装置３０は図示しない制御用ＩＣによって、ＡＦ機能またはズーム機能が制御されており、カメラ動作において制御用ＩＣからの信号を受けてモータ８が回転し、駆動軸８ａに取り付けられたカム９が回転する。このカム９に前記レンズユニット５の従動部材５ｂが係合しているため、カム９の回転にしたがって前記レンズユニット５がスライド軸７に沿って上下に駆動されて、撮像素子２との距離が可変される。

図１０に示す撮像装置３０は組み立てられた状態であり、この組立て状態においてはレンズユニット５を構成するレンズ体と撮像素子２との光軸は調整されておらず光軸Ｋが左方向に傾いている。この状態からフォーカス調整を行うためにはレンズユニット５の傾きを調整してレンズユニット５と撮像素子２との光軸を調整する必要がある。そしてこの撮像装置３０は組み立てられた状態において、ＰＣＢ１の底面から蓋体４の上面までの高さがＨ１に設計されている。

次に従来の駆動装置を備えた撮像装置の光軸調整方法について説明する。図１１は従来の方法で光軸調整された撮像装置３０の要部断面図であり、図８で示したのと同様の調整方法によりモータ８が取り付けられたフレーム３全体を傾けてレンズユニット５と撮像素子２との光軸を調整する。そして調整終了後にフレーム３を傾けることによって生じたフレーム３の底面とスペーサ１５の隙間１８に接着剤１６を充填して固着している。

特開平７−５３５２号公報 特開２００６−３９４０３号公報

上記の如くＡＦ機能等の高級機能に対応するための駆動装置を備えた撮像装置における光軸調整方法は、固定焦点用の光軸調整のようにレンズ自体の傾きやレンズユニットの傾きを直接調整して固着する事ができないため、図１１に示す如くモータ付きのフレーム全体を傾ける事になるが、この結果、光軸調整後の撮像装置３０の高さは従来のＨ１からＨ２へと変化し、隙間１８に充填された接着剤の分だけ高くなってしまうという問題がある。

この高さの変化は、携帯電話等の小型形態機器に組み込む撮像装置としては致命的な欠点になる。すなわち小型携帯機器が薄型化を指向する中で、小型携帯機器に組み込むエレメントに対する要求は少しでも薄型化することであり、このため色々な技術開発が求められている。本発明の目的は上記問題に鑑みなされたもので、駆動装置を備えた撮像装置における光軸調整を、光軸調整後の撮像装置３０の高さを変化させずに行うことを可能とし、薄型化された小型撮像装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明においてはケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置において、前記蓋体に前記スライド軸の傾きを設定する傾設定手段を設け、該傾設定手段により前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行うことを特徴とする撮像装置である。

上記構成によれば、前記蓋体に設けた傾設定手段によりスライド軸の傾きを調整してレンズユニットと撮像素子との光軸調整を行うため、光軸調整後の撮像装置の高さを変化させず、Ｈ１の高さに保つことができる。

前記傾設定手段は前記蓋体に、前記スライド軸の傾きを可変できる大きさに形成されたスライド軸支持孔であることを特徴とする撮像装置である。

前記傾設定手段は前記蓋体に、前記スライド軸の傾きを可変できる大きさに形成された蓋体固定孔であることを特徴とする撮像装置である。

ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置の製造方法において、前記蓋体にスライド軸の傾きを可変できる大きさに形成されたスライド軸支持孔を設け、該スライド軸支持孔の中で前記スライド軸の位置を移動して前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行なった後に、前記蓋体とスライド軸とを固着することを特徴とする撮像装置の製造方法である。

ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置の製造方法において、前記蓋体にスライド軸の傾きを可変できる大きさに形成された蓋体固定孔を設け、該蓋体固定孔の中で前記蓋体の位置を移動して前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行なった後に、前記蓋体を前記フレームに固定することを特徴とする撮像装置の製造方法である。

前記蓋体とフレームとの固定は、前記蓋体固定孔の部分において前記蓋体をフレームに接着することを特徴とする撮像装置の製造方法である。

上記のごとく本発明においては、ＡＦ機能等の高級機能に対応するための駆動装置を備えた撮像装置における光軸調整において、前記蓋体に設けた傾設定手段によりスライド軸の傾きを調整してレンズユニットと撮像素子との光軸調整を行うため、光軸調整後の撮像装置の高さが変化せず、これを組み込む携帯機器の薄型化に貢献する事ができる。

また光軸調整を行うのに、従来のような調整用の治具を必要とせず、蓋体の操作のみで行うことが出来るため、撮像装置の調整にかかる加工コストを安くする事が可能となり、撮像装置のコストダウンにも貢献できる。

以下図面により本発明の撮像装置及びその製造方法を説明する。図１は本発明の第１の実施形態における撮像装置の要部断面図、図２は図１のＡ部の拡大断面図であり、前記図９、図１０に対応するもので図９、図１０と同一要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。

図１において１０は撮像装置であり、図１０に示す撮像装置３０と異なるところは蓋部１４の構成である。すなわち従来の撮像装置３０では蓋体４に設けられたスライド軸支持孔４ａがスライド軸７を固定する圧入孔であったのに対し、撮像装置１０の蓋体１４に設けられたスライド軸支持孔１４ａはスライド軸７を固定せずに、スライド軸７の傾きを可変できる大きさに形成された傾設定手段となっていることである。そしてスライド軸支持孔１４ａの内部においてスライド軸７の傾きを調整して光軸調整を行った後に接着剤１６により蓋体１４とスライド軸７を固着している。

次に撮像装置１０の光軸調整を行う製造方法に付いて説明する。撮像装置１０は前記図９、図１０で説明した手順によって組み立てられた後、図２に拡大して示すようにスライド軸支持孔１４ａの中で前記スライド軸７の位置を移動してレンズユニット５を傾けることによってレンズユニット５と撮像素子２との光軸調整を行う。この調整方法は従来と同様に、調整用チャートを撮像装置１０で撮像し、撮像画像に応じてスライド軸７の位置を移動してレンズユニット５を傾けることによってレンズユニット５との光軸を調整する。

そして光軸調整終了後に、前記スライド軸支持孔１４ａの内部の接着剤１６を注入して蓋体１４とスライド軸７とを固着する。
上記製造方法によって光軸調整された撮像装置１０は図１０に示す撮像装置３０と同様に、ＰＣＢ１の底面から蓋体１４の上面までの高さがＨ１に保たれる。

図３は本発明の第２の実施形態における撮像装置の要部断面図、図４は図３のＢ部の拡大断面図であり、前記図９、図１０に対応するもので図９、図１０と同一要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。

図３において２０は撮像装置であり、図１０に示す撮像装置３０と異なるところは蓋部２４の構成である。すなわち従来の撮像装置３０では蓋体４に設けられた蓋体固定孔４ｂはネジ１７に整合する固定孔であるが、撮像装置２０の蓋体２４に設けられた蓋体固定孔２４ｂはネジ１７の径より十分大きく、前記スライド軸７の傾きを可変できる大きさに形成された傾設定手段となっていることである。そして蓋体固定孔２４ｂの範囲において蓋体２４を移動させ、スライド軸７の傾きを調整して光軸調整を行った後にネジ１７により蓋体２４をフレーム３に固定する。

次に撮像装置２０の光軸調整を行う製造方法に付いて説明する。撮像装置２０は前記図９、図１０で説明した手順によって組み立てられた後、図４に拡大して示すように蓋体固定孔２４ｂの中で蓋体２４の位置を移動することによりスライド軸支持孔２４ａに圧入されたスライド軸７を傾ける事が出来る。このスライド軸７の傾きによってレンズユニット５と撮像素子２との光軸調整を行なった後に、前記蓋体２４を前記フレーム３にネジ１７によって固定する。

なお本実施形態においては、光軸調整後のネジ１７のゆるみによる調整ズレを防止するため、ネジ１７による固定後に蓋体固定孔２４ｂの内部とネジ１７の周囲に接着剤１６を注入して固着している。
上記製造方法によって光軸調整された撮像装置２０は図１０に示す撮像装置３０と同様に、ＰＣＢ１の底面から蓋体２４の上面までの高さがＨ１に保たれる。

上記の如く、各実施形態に示す駆動装置を備えた撮像装置１０及び２０は、駆動源であるモータ８とレンズユニット５との力の伝達をカム９と従動部材５ｂとの係合によって行なっているため、光軸調整のためにスライド軸７を多少傾けても、カム９と従動部材５ｂとの係合が外れない範囲においては駆動力の伝達が可能である。そしてこの光軸調整のためにスライド軸７を傾ける量は前記カム９と従動部材５ｂとの係合が外れない範囲において十分行うことが可能である。

本発明の第１の実施形態を示す撮像装置の要部断面図である。 図１に示す撮像装置のＡ部の拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す撮像装置の要部断面図である。 図３に示す撮像装置のＢ部の拡大断面図である。 従来の撮像装置におけるレンズとレンズ支持胴枠の部分断面図である。 図５のＸ−Ｘ断面図である。 従来の撮像装置の平面図である。 図７のＹ−Ｙ断面図である。 従来の駆動機構を備えた撮像装置の斜視図であり、本発明にも適用される。 図９に示す撮像装置の要部断面図である。 図９に示す撮像装置の要部断面図であり、従来の方法で光軸調整された状態を示す。

符号の説明

1、４１ 回路基板（ＰＣＢ）
２，４２ 撮像素子
３ フレーム
３ａ 軸溝
３ｂ 開口部
４、１４，２４ 蓋体
４ａ、１４ａ、２４ａ スライド軸支持孔
４ｂ、１４ｂ，２４ｂ 蓋体固定孔
５，４５，５５ レンズユニット
５ａ スライド孔
５ｂ 従動部材
７ スライド軸
８ モータ
８ａ 駆動軸
９ カム
１０，２０，３０、４０ 撮像装置
１５ スペーサ
１６ 接着剤
１７ ネジ
１８ 間隙

Claims (6)

1. ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置において、前記蓋体に前記スライド軸の傾きを設定する傾設定手段を設け、該傾設定手段により前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記傾設定手段は前記蓋体に、前記スライド軸の傾きを可変できる大きさに形成されたスライド軸支持孔である請求項１記載の撮像装置。
3. 前記傾設定手段は前記蓋体に、前記スライド軸の傾きを可変できる大きさに形成された蓋体固定孔である請求項１記載の撮像装置。
4. ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置の製造方法において、前記蓋体にスライド軸の傾きを可変できる大きさに形成されたスライド軸支持孔を設け、該スライド軸支持孔の中で前記スライド軸の位置を移動して前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行なった後に、前記蓋体とスライド軸とを固着することを特徴とする撮像装置の製造方法。
5. ケース体を構成するフレームと蓋体、前記フレームと蓋体の間に設けられたスライド軸、該スライド軸に取り付けられたレンズユニット、該レンズユニットを駆動する駆動手段とを有するレンズ駆動機構と、撮像素子とよりなる撮像装置の製造方法において、前記蓋体にスライド軸の傾きを可変できる大きさに形成された蓋体固定孔を設け、該蓋体固定孔の中で前記蓋体の位置を移動して前記レンズユニットと撮像素子との光軸調整を行なった後に、前記蓋体を前記フレームに固定することを特徴とする撮像装置の製造方法。
6. 前記蓋体とフレームとの固定は、前記蓋体固定孔の部分において前記蓋体をフレームに接着することを特徴とする請求項５記載の撮像装置の製造方法。
   
   

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