JP2009111714A

JP2009111714A - 撮像モジュール

Info

Publication number: JP2009111714A
Application number: JP2007281871A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sato; 将行佐東; Toshiki Miyagawa; 俊樹宮川; Hiroshi Goda; 博郷田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】撮像素子１６の受光面へのゴミやガスの付着を防止すると共に、この透光性部材１３を衝撃から保護することができる構造を有した、撮像モジュール１０を提供することが課題である。
【解決手段】基板１７上に配された撮像素子１６と、基板１７から立設されてレンズユニット１１を保持する筐体１２と、撮像素子１６を囲繞し、光侵入側面を筐体１２に位置決めされたガラスまたは光学フィルタ、もしくはレンズなどの透光性部材１３を押圧する押さえ部材１４とからなり、押さえ部材１４における基板１７との間の隙間形成部１４３外周であって、押さえ部材１４と透光性部材１３とで形成される撮像素子１６の受光面が存在する空間とは、隙間形成部によって隔てられた別空間に囲繞部材１５を設け、押さえ部材１４を透光性部材１３側に押圧するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像モジュールに関し、特に、撮像素子の受光面に、ゴミやガスが付着しない構造を有した撮像モジュールに関するものである。

デジタルカメラやビデオカメラ、及びバーコードや各種符合の読み取り機などに用いられる撮像モジュールには、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ）を用いた固体撮像素子が用いられているが、こういった固体撮像素子は一般的に基板上に配され、撮像素子の受光面側にゴミやほこりが付着しないよう、周囲を遮光壁で囲繞してフィルタや保護用ガラスで蓋をするようにして組み立てられる。

しかしながらこの組み立ての際、撮像用レンズを保持した光学ユニットの位置決め部材（ゴム部材など）と、固体撮像素子の搭載された撮像素子パッケージとが擦れ、微小な削れカス等のゴミが発生して固体撮像素子を覆うカバーガラスに付着し、撮像画像に画像欠陥が生じることがある。また、光学ユニットを撮像素子パッケージに取り付ける際、遮光壁と光学ユニットの内壁が擦れ合い、同様にゴミが発生して画像欠陥となることもある。さらにゴム部材を用いて光学ユニットを圧接する場合、ゴム部材では洗浄効果が得られにくいため、付着していたゴミが組み立て後に撮像素子上に脱落する場合もあった。

また、こういった擦れ合いだけでなく、例えば撮像素子を囲繞する遮光壁の光入射側に保護用カバーガラスを接着すると、接着剤の塗布量、あるいは塗布状態により、落下衝撃等で局所的に負荷がかかったときにカバーガラスに割れが生じたり、また、接着時や接着後の乾燥中にゴミが付着する可能性があり、さらに、接着剤からのアウトガスによる皮膜の形成による曇りや腐食等の汚染が発生する場合もある。

そのため例えば特許文献１には、受光素子の上面をカバーガラスで覆った固体撮像素子パッケージにレンズホルダを取り付ける際、光学的な精度を維持しつつカバーガラスへのゴミの付着を防止するため、光学ユニットの底面の一部に撮像素子チップの受光領域を囲む受光領域周縁溝を形成し、さらに、パッケージ本体の一部に位置決め用の第１基準面部、光学ユニットの一部に第２基準面部を形成して受光領域周縁溝に弾性部材を挿入して保持させ、この第２基準面部を第１基準面部に当接させたとき、弾性部材が透光性部材に接触する状態として第２基準面部を前記第１基準面部に押し込んで嵌合させるに従い、弾性部材が受光領域周縁溝内に押し沈められ、透光性部材表面の受光領域をこの弾性部材を介して隔離するようにした、カメラモジュール組み立て方法及びカメラモジュールが示されている。

特開２００６−２９３１００号公報

しかしながらこの特許文献１に示されたカメラモジュールは、受光領域周縁溝に弾性部材を挿入して撮像素子チップの受光領域を切れ目なく覆い、ゴミの付着を防止しているが、実際問題として弾性部材自体のゴミは前記したように洗浄では落ちにくく、また、経時劣化でゴミが発生することで、撮像素子チップの受光領域へのゴミの付着が発生する可能性がある。

そのため本発明においては、撮像素子の受光面へのゴミやガスの付着を防止すると共に、この透光性部材を衝撃から保護することができる構造を有した、撮像モジュールを提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる撮像モジュールは、
基板上に配された撮像素子と、
レンズユニットを保持して前記基板から立設または基板が取り付けられる筐体と、
光侵入側の面を前記筐体に位置決めされたガラスまたは光学フィルタ、もしくはレンズなどの透光性部材を押さえ、前記撮像素子を囲繞した押さえ部材と、
該押さえ部材における前記基板との間の隙間形成部外周であって、前記押さえ部材と前記透光性部材とで形成される前記撮像素子の受光面が存在する空間とは、前記隙間形成部によって隔てられた別空間に設けられる囲繞部材とからなることを特徴とする。

このように、筐体に位置決めされた透光性部材を押さえる押さえ部材における、基板との間の隙間形成部外周であって、撮像素子の受光面が存在する空間と押さえ部材外周とを隔てられた別空間に囲繞部材を設けることで、撮像素子の受光面側は外部からゴミが進入することが無くなり、また透光性部材は、押さえ部材に隙間形成部が設けられていることで基板に衝撃が与えられてもその衝撃は、囲繞部材を介して伝えられるだけであるから透光性部材が破損するといったことが防止できる。

そして、前記押さえ部材は弾性部材からなる前記囲繞部材の保持部を有し、前記囲繞部材の弾性力で押さえ部材を前記透光性部材方向に押圧すると共に、前記囲繞部材の変形密着で前記撮像素子の受光面が存在する空間を密閉するようにしたり、前記押さえ部材はシーリング剤の塗布により形成される前記囲繞部材の保持部を有し、前記囲繞部材の弾性力で押さえ部材を前記透光性部材方向に押圧すると共に、前記囲繞部材の変形密着で前記撮像素子の受光面が存在する空間を密閉することが本発明の好適な実施形態であり、押さえ部材が円形や方形など、複雑でない形状の場合はＯリングなどの弾性部材を、配線などの関係で複雑な形状となる場合は、液状で室温により硬化するシーリング剤を用いることで、どのような場合でも撮像素子の受光面が存在する空間と押さえ部材外周とを別空間とすることができる。

また、前記筐体は剛性の高い部材で、前記押さえ部材は塵埃の生じない部材で構成することで、レンズユニットを保持する筐体は大きな強度を持ち、押さえ部材は塵埃が発生することなく、撮像素子受光面や透光性部材を常にきれいな状態に保って画像欠陥を生じないようにすることができる。

さらに、前記囲繞部材は遮光性を有する部材とすることで、例え押さえ部材が配線などの都合で複雑な形状となり、基板との間の隙間形成部から光が侵入する可能性があってもそれを遮ることができる。

以上記載のごとく本発明になる撮像モジュールは、撮像素子の受光面へのゴミやガスの付着を防止し、併せて、押さえ部材に隙間形成部が設けられていることと囲繞部材の存在で、撮像モジュールを収容した機器に落下などで衝撃が与えられても透光性部材には直接衝撃が伝わらない構造とすることができ、衝撃に強く、かつ、組み立てに際しての歩留まりを向上させた撮像モジュールとすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の形状等は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる撮像モジュールの構成概略断面図である。図中１０は本発明になる撮像モジュールで、この撮像モジュール１０は、被写体像を撮像素子１６に結像させるためのレンズユニット１１、そのレンズユニット１１を保持するために基板１７に立設、もしくは撮像モジュール１０を取り付けた機器に組み込まれて基板１７が取り付けられる筐体１２、撮像素子１６における受光面側に塵やゴミが付着しないよう保護するため、ガラスやフィルタそして場合によってはレンズなどで構成した透光性部材１３、撮像素子１６を囲繞すると共に、撮像素子１６の受光面が存在する空間側の内周に撮像素子受光面の上部周辺を覆うリブ１４２が設けられ、また、基板１７と対面する面に基板１７との間に微少な隙間ができるよう、隙間形成部１４３の外周に設けられた囲繞部材保持部１４１に囲繞部材１５が配されて、この囲繞部材１５により透光性部材１３を、筐体１２に設けられた透光性部材位置決め部１２１に押しつける押さえ部材１４とからなる。

レンズユニット１１は、一例として複数のレンズを収容して筐体１２に取り付けらた場合を図示したが、単レンズなどで構成しても良いことは勿論であり、用途に応じてズームレンズとしたり、焦点調節機構などを備えても良い。筐体１２はレンズユニット１１を保持する関係上強度が必要であり、例えばガラスフィラーが入ったポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックなどで構成する。それに対して押さえ部材１４は、ガラスフィラー入りのプラスチックを用いると、ガラスフィラーが脱落してゴミとなる可能性があり、それが撮像素子１６の表面や透光性部材１３に付着すると画像欠陥を生じるから、こういったゴミとなる可能性のあるものを含まないプラスチックなどで構成する。

この筐体１２には、前記したようにレンズユニット１１を保持するために基板１７に立設、もしくは撮像モジュール１０を取り付けた機器に組み込まれて基板１７が取り付けられるようになっており、透光性部材位置決め部１２１は、透光性部材１３の形状に合わせ、例えば透光性部材１３が円形の場合は円形に、方形の場合は方形に、透光性部材１３の周囲を等しく支えるように形成されている。またそのレンズ光軸方向高さは、透光性部材１３と略同一とされ、押さえ部材１４により透光性部材１３が押圧されたとき、透光性部材１３がガタ付かずに固定される高さとなっている。

押さえ部材１４は、撮像素子１６の受光面が存在する空間側の内周に、撮像素子１６の形状に合わせて張り出したリブ１４２により、入射した光が乱反射して撮像素子受光面に向かうのを軽減する機能を有し、また、前記したように囲繞部材１５により得られる押圧力で透光性部材１３を押圧固定する機能、撮像素子１６を囲繞して余計な光が撮像素子１６に入らないようにする遮光機能、さらに、囲繞部材１５の弾性力で筐体１２に設けられた透光性部材位置決め部１２１方向に押しつけられることで、基板１７と対面する隙間形成部１４３が基板から微少間隔離間し、それによって撮像モジュールを組み込んだ機器が落下したりして基板１７に衝撃が加わったとき、その衝撃が透光性部材１３に伝わらないようにし、併せて、基板１７と微少間隔の離間で一定以上の大きさのゴミが、撮像素子１６の受光面が存在する空間側に入らないようにする機能などを有している。

そのため、この押さえ部材１４における隙間形成部１４３の外周には、鍔状に外側に張り出し、囲繞部材１５を保持する囲繞部材保持部１４１が設けられ、また、囲繞部材１５の弾性力で透光性部材１３側に押圧されたとき、その端部となる隙間形成部１４３と基板１７との間に微小間隔が設けられるよう、光軸方向高さが透光性部材１３の撮像素子１６側面と基板１７との間隔より小さくされている。

この隙間形成部１４３と基板１７との間隔は、例えば前記した囲繞部材１５を構成するナイロンやシリコンゴム、ＲＴＶゴムなどに付着した０．１ｍｍ以上のゴミが摺擦などで浮遊し、撮像素子１６の受光面が存在する空間側に入らないようにするため、０．０５ｍｍ程度を設計値とし、公差などを考慮して、＋０．０５ｍｍ、−０ｍｍの範囲となるようにすることが好ましい。なお、この値はあくまでも一例であり、この値に限定されないことは言うまでもない。

囲繞部材１５は、前記したように透光性部材１３の固定に接着剤などを使用した場合、生じたガスが透光性部材１３や撮像素子１６の表面に付着したり、落下した場合の衝撃が直接透光性部材１３に伝わるのを避けるため、接着剤を使わずに透光性部材１３を押さえ部材１４で押圧するためのもので、前記したように筐体１２における透光性部材位置決め部１２１に押しつけて固定する機能と、透光性部材１３、押さえ部材１４、撮像素子１６を配した基板１７で構成される空間にゴミが入り込んで画像欠陥が生じるのを防ぐ機能、及び撮像モジュールを組み込んだ機器が落下し、基板１７に衝撃が加わったときにその衝撃を吸収し、透光性部材１３が割れたりすることがないようにする機能などを有する。

そのためこの囲繞部材１５は、この囲繞部材１５を囲繞部材保持部１４１に装着して撮像モジュール１０を組み立てたとき、適度な力で押さえ部材１４を透光性部材１３側に押圧するよう、その直径が鍔状とした囲繞部材保持部１４１と基板１７との間隔より大きなものを用いる。

またこの囲繞部材１５としては、押さえ部材１４が円形や方形などの複雑でない形状の場合は、例えばナイロンやシリコンゴムなどで形成されたＯリング形状のバネ性を有する弾性部材を用い、配線などの関係で押さえ部材１４が複雑な形状となる場合は液状で塗布でき、室温で硬化する、例えば信越化学工業株式会社製の品名ＫＥ−３４９０、ＫＥ−４８９８などのＲＴＶゴム（ＲｏｏｍＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＶｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）などのシーリング剤を用いると、容易に上記した機能を持たせることができる。

また、前記したようにエンジニアリングプラスチックなどで形成した筐体１２は、一般的に図２に３１、３２で示したような金型で成形するが、この金型のパーティングラインと称する合わせ目にはバリ（ガラスフィラー）が突出し、それがゴミとなる場合がある。この図２は、本発明になる撮像モジュール１０における筐体１２を射出成形する金型３１、３２の、パーティングライン３３の位置を説明するための概略断面図であり、図中、１２は筐体、３１、３２は金型、３３はパーティングライン、３３１は透光性部材位置決め部１２１における、パーティングライン３３が位置する部位である。

この図２と前記した図１を見比べればわかるように、本発明の撮像モジュール１０においてはこのパーティングライン３３における３３１で示した位置が、透光性部材位置決め部１２１に対応した位置となるため、このパーティングライン３３１が透光性部材１３の撮像素子１６の受光面が存在する空間の外側となり、例えパーティングライン３３におけるバリがゴミとなっても撮像素子１６の受光面側に行くことはない。なお、このバリがゴミとなって透光性部材１３の光入射側に付着しても、透光性部材１３と撮像素子１６との間に所定の間隔が設けられていれば、微少なゴミはボケてしまって画像に影響を与えることはない。

また、一般的にこういった撮像モジュール１０における筐体１２、押さえ部材１４などは光の乱反射を押さえるために黒い部材で形成されるが、前記したナイロンやシリコンゴム、ＲＴＶゴムなどのシーリング剤で構成される囲繞部材１５も、遮光性を有する部材を用いることで、微少とはいえ隙間形成部１４３からの光の侵入、或いは配線の都合などで電気部品などを配置することにより生じる光の侵入などを防止することができる。

以上、種々述べてきたように本発明によれば、撮像素子１６の受光面へのゴミやガスの付着を防止し、併せて、この透光性部材１３の押さえ部材１４に隙間形成部１４３が設けられていることと囲繞部材１５の存在で、撮像モジュール１０を収容した機器に落下などで衝撃が与えられても透光性部材１３には直接衝撃が伝わらない構造とすることができ、衝撃に強く、かつ、組み立てに際しての歩留まりを向上させた撮像モジュールとすることができる。

本発明によれば、組み立てに際して撮像素子１６が存在する空間にゴミが侵入することがなく、また、衝撃にも強い、小型で持ち運びにも便利な撮像モジュールを提供することができる。

本発明になる撮像モジュールの構成概略断面図である。本発明になる撮像モジュールにおける筐体１２を射出成形する金型の、パーティングラインを説明するための概略断面図である。

符号の説明

１０撮像モジュール
１１レンズユニット
１２筐体
１２１透光性部材位置決め部
１３透光性部材
１４押さえ部材
１４１囲繞部材保持部
１４２リブ
１４３隙間形成部
１５囲繞部材
１６撮像素子
１７基板
３１、３２金型
３３金型パーティングライン
３３１透光性部材位置決め部における金型の合わせ目がくる部位

Claims

基板上に配された撮像素子と、
レンズユニットを保持して前記基板から立設または基板が取り付けられる筐体と、
光侵入側の面を前記筐体に位置決めされたガラスまたは光学フィルタ、もしくはレンズなどの透光性部材を押さえ、前記撮像素子を囲繞した押さえ部材と、
該押さえ部材における前記基板との間の隙間形成部外周であって、前記押さえ部材と前記透光性部材とで形成される前記撮像素子の受光面が存在する空間とは、前記隙間形成部によって隔てられた別空間に設けられる囲繞部材とからなることを特徴とする撮像モジュール。
前記押さえ部材は弾性部材からなる前記囲繞部材の保持部を有し、前記囲繞部材の弾性力で押さえ部材を前記透光性部材方向に押圧すると共に、前記囲繞部材の変形密着で前記撮像素子の受光面が存在する空間を密閉することを特徴とする請求項１に記載した撮像モジュール。
前記押さえ部材はシーリング剤の塗布により形成される前記囲繞部材の保持部を有し、前記囲繞部材の弾性力で押さえ部材を前記透光性部材方向に押圧すると共に、前記囲繞部材の変形密着で前記撮像素子の受光面が存在する空間を密閉することを特徴とする請求項１に記載した撮像モジュール。
前記筐体は剛性の高い部材で、前記押さえ部材は塵埃の生じない部材で構成したことを特徴とする請求項２または３に記載した撮像モジュール。
前記囲繞部材は遮光性を有する部材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載した撮像モジュール。