JP2009224857A - カメラモジュール及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カメラモジュールの台座3とフレキシブル基板6との接着は、台座3の下端面3fに接着剤11を塗布し、台座3をフレキシブル基板6に押し付けて行っている。その際に、接着剤11は、台座3の下端面3fよりも外側にはみ出してしまう。このようにしてはみ出た接着剤11は、端面6bで止まって構成される。これにより、接着剤11のはみ出し量δを低減することができ、カメラモジュールの製品外形寸法を小さくすることができる。
【選択図】図4
Description
携帯電話等が小型化されるに伴って、カメラモジュールのさらなる小型化が要求されている。
特許文献1には、レンズと、このレンズを支持する鏡筒と、レンズを介して入射された光に基づきセンサ部により撮像し、撮像信号を出力するイメージセンサチップと、窓部を有する配線基板を備えている。ここで、鏡筒は、配線基板の面上に固定されている。そして、イメージセンサチップは、センサ部が配線基板の窓部に位置するように、配線基板の鏡筒が固定された面と反対側の面において固定されるという技術が開示されている。
本発明は、製作時の接着剤のはみ出し量を低減することが可能なカメラモジュール等を提供することを目的とする。
また、前記側壁部は、前記側壁部の前記底面の面積を減じるように当該側壁部の角部の内面に形成された窪みを有することを特徴とすることができる。
図1は、本実施の形態に係るカメラモジュール1を示す外観斜視図であり、図2は、本実施の形態に係るカメラモジュール1の分解斜視図である。
図1及び図2に示すように、カメラモジュール1は、複数枚のレンズを保持し、入射光をセンサ5上で結像するレンズユニット2と、フィルタ4とセンサ5とを収容する側壁部3e(図2参照)を有し、且つ、レンズユニット2を保持する台座3と、を備えている。また、カメラモジュール1は、外光の特定の周波数成分を除去するフィルタ4と、入射した光を電気信号に変換するセンサ5と、を備えている。更に、カメラモジュール1は、フィルタ4とセンサ5との間に配置された方形のガラスカバー7と、台座3を接着し、センサ5から出力される出力信号を外部に伝えるフレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuit)6と、を備えている。なお、レンズユニット2を台座3に取り付けてなる部品を鏡筒と呼ぶことがある。
台座3の円筒部3aにおける内周面には雌ねじ3cが形成され、レンズユニット2の外周面には、この雌ねじ3cに対応する雄ねじ2cが形成されている。そして、後述するように、レンズユニット2は、台座3の円筒部3aに螺合して取り付けられる。なお、レンズ2b(図3参照)が台座3に直接取り付けられてもよい。
図3に示すように、レンズユニット2は、レンズユニット2本体のバレル(ホルダ)2aと、バレル2aに保持される2枚のレンズ2bと、を有する。バレル2aの端面には開口部2dが形成されている。レンズ2bは、外光をセンサ5の受光領域(撮像エリア)に集光させるための光学素子である。すなわち、レンズ2bは、開口部2dからの光が結像してセンサ5に入射するように所定の光学系を形成する。レンズ2bは、単一のレンズ又は複数枚のレンズ群で構成することができる。本実施の形態では、2枚のレンズ2bで構成され、レンズ2bの間に中間環2eを備えている。この中間環2eは、通過光量を制限する絞り機能を有している。また、レンズ押さえ2fが2枚のレンズ2bを押さえている。レンズユニット2は、台座3の円筒部3aにねじ込まれ、ねじ作用により結像調整が行われた後に接着剤11により台座3に固着される。
なお、バレル2aは、例えば、黒色のポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等の遮光性のある合成樹脂により構成される。また、レンズ2bは、例えば、ポリカーボネートやオレフィン系の材料、シリコン系樹脂等の剛性樹脂やガラスにより構成される。
センサ5は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ(撮像素子)であり、本実施の形態では、CSP(Chip Scale Package)構造を有するセンサを用いている。センサ5は、レンズユニット2を介して受光領域に入射した光に応じて電気信号を生成し、出力する。
ここで、センサ5とガラスカバー7との離間距離は、半田バンプ8の大きさによって決定される。半田バンプ8の大きさを制御することは容易であることから、センサ5とガラスカバー7との位置決めを正確に行うことが可能である。また、複数の半田バンプ8により位置決めすることから、センサ5とガラスカバー7との離間距離が平均化される。
なお、フレキシブル基板6の裏面の台座3に対応する位置に補強板10が接着剤で固着されている。補強板10は、柔軟性を有するフレキシブル基板6の強度を高めるための板状部材であり、台座3の底面形状の外形とほぼ等しい大きさを有している。
すなわち、この側壁部3eの外面下側42には、全周に亘って溝部31が形成されている。この溝部31は、下端面3fの面積を減少させるように形成され、外面下側42をフレキシブル基板6の所定幅W6よりも小寸にしている。言い換えると、この溝部31が形成されることによって、外面下側42が外面上側41よりもフレキシブル基板6の内側に位置している。
本カメラモジュール1では、台座3は、接着剤11によってフレキシブル基板6に接着されている。台座3には、ガラスカバー7の搭載面20(図5参照)に4つのボス12が形成されている。このボス12にガラスカバー7が当接してガラスカバー7と台座3との焦点方向における位置決めが正確になされる。すなわち、ボス12とガラスカバー7とを互いに突き当て、台座3の側壁部3eとフレキシブル基板6とを接着剤11によって互いに接着して、高さ方向の正確な位置決めをしている。このとき、台座3の側壁部3eの下端面3fとフレキシブル基板6との間にはギャップgがあり、そのギャップgを接着剤11で埋めて接着する。これにより、高さ調節(光軸方向の正確な位置決め)が可能になると共に、センサ5が取り付けられたガラスカバー7は、台座3の側壁部3eとフレキシブル基板6とによって覆われる。接着剤11は、例えば紫外線硬化性や熱硬化性の接着剤である。
図3に示されるように、台座3の底面には、フィルタ4の搭載面13と、ボス12を含むガラスカバー7の搭載面20とがある。フィルタ4の搭載面13は、ボス12の内側に、段差を有して設けられている。ボス12よりも入射側に窪んで形成されており、フィルタ4の位置を規制する機能を有する。なお、台座3は、接着剤11によって発生するガスを抜くための孔部(図示省略)が形成されている。
側壁部3eの内面には、1面当たり2個の突起部(リブ)25が形成されている。この突起部25は、ガラスカバー7の側端面に接触して内面から離間させると同時に、光軸と垂直方向の正確な位置決めを行う機能を有する。そして、内面の突起部25以外の箇所は突起部25より凹んで、凹部26を形成している。
センサ5の搭載されたガラスカバー7を、裏面に補強板10が接着されたフレキシブル基板6に、半田バンプ9によって接続する。
また、台座3にレンズユニット2を装着し、フィルタ4を図示しない接着剤により接着する。
次に、台座3の側壁部3eの下端面3fに接着剤11を塗布して、フレキシブル基板6と台座3とを接着する。このとき、上述したように、側壁部3eの下端面3fとフレキシブル基板6の間のギャップgを有色の接着剤11で埋めて接着するので、遮光できる。
発明者が試作モデルで接着剤11の付着状態を測定したところ、0.3mm厚に調整した接着剤で台座3では側壁部3eの下端面3fの側(図6の符号17)で最大0.3mm、側壁部3eの側面の側(図6の符号16)で最大0.24mmとなった。
台座3の側壁部3eとガラスカバー7の側端面の隙間cに対し、接着剤11の側壁部3e側面へのはみ出し量16のほうが大きいため、台座3をガラスカバー7に搭載するとき、接着剤11の一部がガラスカバー7に乗り上げる。
また、突起部25は、台座3の内底(ガラスカバー7の搭載面20)から立ち上がって(より正確には、後述する凹部21の底面から立ち上がって)、最大でガラスカバー7の厚さの半分の高さまで接触している。そして、それよりも上の高さの部分はテーパを形成している。これにより、上述した接着剤11のはみ出しによるガラスカバー7への乗り上げ量を減らすことができる。
更に、接着剤11のガラスカバー7に乗り上げた量を吸収するために、本実施の形態では、台座3に凹部21を側壁部3eに沿って設けた。このとき、凹部21はボス12から離間している。側壁部3eに突起部25が設けられているので、台座3に設けた凹部21の幅を更に広げることが可能となる。
また、更に台座3の側壁部3eのコーナー部の接着剤対策として、台座3の凹部21に角の領域(C面)22を設けた。すなわち、角の領域22を設けることで、角の領域22の凹部21の溝幅を他の部分の凹部21の溝幅よりも広く形成した。これにより、表面張力により内側によりはみ出した接着剤11を吸収できた。なお、この例では、本カメラモジュール1の角の領域22はC0.2mmであるが、形状はR面でも四角でも構わない。
また、上記実施の形態では、レンズ2bを保持するバレル2aが台座3の円筒部3aに羅合して取り付けられることで、レンズ2bが台座3に間接的に保持されていた。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではない。焦点精度が確保できるのであれば、台座3がレンズ2bを直接に保持するようにしてもよい。例えば、絞りを絞ったり、広角レンズを採用したりすることで、被写界深度を深くできれば、焦点精度の確保が容易となる。
更に、上記実施の形態では、台座3に形成された複数のボス12にガラスカバー7が搭載されていた。しかしながら、必ずしもこれに限定されるものではない。ガラスカバー7が台座3に直接搭載されるようにしてもよい。ガラスカバー7に乗り上げる接着剤11の量が少ないときは、凹部21に入り込むからである。
更に、本実施の形態に係るカメラモジュール1では、側壁部3eの角部には、側壁部3eの下端面3fの面積を減じるように角部の内面の側に切り欠き(窪み)18が形成されている。よって、側壁部3eのコーナー部における表面張力による接着剤11のはみ出しを軽減でき、ガラスカバー7へ付着する接着剤11の量を少なくできる。
更にまた、本実施の形態に係るカメラモジュール1では、側壁部3eは、フレキシブル基板6と接着する下端面3fの一部に、切り欠き28によって肉薄の領域が形成されている。よって、台座3の内部への接着剤11のはみ出しを抑えることができる。
また、本実施の形態に係るカメラモジュール1では、赤外波長領域の光を遮断し、かつ、通過光量を制限する中間環2eを更に含み、レンズ2bを2枚含み、中間環2eは、レンズユニット2の複数のレンズ2b間に保持されている。よって、フィルタ4の接着作業がなくなり、作業の簡略化と歩留改善になる。また、フィルタ4を接着する必要がなくなるので、薄型化がより実現される。
また、本実施の形態に係るカメラモジュール1は、ガラスカバー7の搭載面20にガラスカバー7に当接するボス12が設けられ、ボス12は凹部21から離間して形成されている。よって、接着剤11を退避させる凹部21の容量が制限されることはない。
図8は、本実施の形態の一変形例に係るカメラモジュールを説明する拡大断面図であり、本実施の形態の場合の図4に相当する図である。同図に示す変形例では、側壁部3eの下端に、段付けの溝部31の代わりに、テーパ形状の溝部32が全周に形成されている。
図9は、本実施の形態の他の変形例に係るカメラモジュールを説明する拡大断面図であり、本実施の形態の場合の図4に相当する図である。同図に示す変形例では、側壁部3eの下端に、段付けの溝部31の代わりに、アール形状の溝部33が全周に形成されている。
同図に示す変形例では、側壁部3eの下端に形成された溝部31は、即壁面3eの4つの外面のうち、フレキシブル基板6の端面6bと面一である3つの面(側壁部の部分)に形成されている。すなわち、側壁部3eの全周ではなく、部分的に溝部31が形成されている。更に説明すると、フレキシブル基板6の端面6bと面一である3つの面に比べて、フレキシブル基板6を横断する方向に延びる面については、接着剤11のはみ出しの許容量が大きく、そのために、溝部31を設けていない。
続いて、本実施の形態のカメラモジュール1を搭載した撮像装置の一例としての携帯電話機100について説明する。なお、本実施の形態のカメラモジュール1は、携帯電話機100のほかに、例えば、パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistant)に搭載されるカメラ、自動車に搭載されるカメラ又は監視カメラ等にも適用することが可能である。
さらに、携帯電話機100は、アンテナ107を介して例えば携帯電話帯の電波を受信して、携帯電話事業者等が提供するサーバと無線通信を行うRF(Radio Frequency)部108と、通信をするための信号を生成するベースバンド部109と、通話時の音声や着信メロディ等の音を再生するオーディオコーデック部112と、オーディオコーデック部112からの信号に基づき着信鳴動音を出力するためのスピーカ110と、着信を光により通知するためLED111とを備えている。
携帯電話機100では、入力キー103においてデジタルカメラ使用モードが選択されると、MPU102はカメラモジュール1との通信を開始する。そして、MPU102はカメラモジュール1に制御信号を送信する。すると、カメラモジュール1のレンズユニット2を透過した被写体からの光は、カメラモジュール1のセンサ5によって電気信号に変換され、ISP101で信号処理が施される。ISP101で信号処理された画像信号は、携帯電話機100のメモリ105に一時的に保存され、LCD104にスルー画として表示される。
なお、MPU102では、入力キー103からの操作により、撮影モードの選択やホワイトバランスや露出、感度等の設定が可能である。また、ISP101で処理された画像データをメモリ105に保存する際に、デジタルズーム処理を行うことも可能である。
Claims (8)
- 入射光を電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記撮像素子へ向かう前記入射光を透過するカバー部材と、
前記撮像素子及び前記カバー部材を保持し、当該撮像素子が出力する前記電気信号が入力される基板と、
前記入射光を前記撮像素子に集光させるレンズと、
前記レンズを保持し、前記基板に保持される前記カバー部材を囲む側壁部を有し、当該側壁部の底面が接着剤により当該基板に接着された台座マウントと、
を含み、
前記台座マウントの前記側壁部は、前記底面に接続する当該側壁部の外面下側が当該側壁部の外面上側よりも前記基板の内側に位置し、
前記側壁部の前記底面と前記基板との間からはみ出た接着剤が当該基板の端面で止まって構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 - 前記側壁部は、前記外面上側よりも前記外面下側の方が肉薄であることを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。
- 前記側壁部は、当該側壁部の内面に形成されたリブを有することを特徴とする請求項1又は2に記載のカメラモジュール。
- 入射光を電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記撮像素子へ向かう前記入射光を透過するカバー部材と、
前記撮像素子及び前記カバー部材を保持し、当該撮像素子が出力する前記電気信号が入力され、所定の幅寸法を有する基板と、
前記入射光を前記撮像素子に集光させるレンズと、
前記レンズを保持し、前記基板の幅寸法と略同一の外形寸法で形成された側壁部を有し、当該側壁部の底面が接着剤により当該基板に接着された台座マウントと、
を含み、
前記台座マウントは、前記側壁部の前記底面に隣接する当該側壁部の外面部分に当該底面の面積を減少させるように形成され、当該外面部分を前記基板の幅寸法よりも小寸にする溝部を有することを特徴とするカメラモジュール。 - 前記側壁部は、前記底面の側が当該底面と離間している側よりも肉薄であることを特徴とする請求項4に記載のカメラモジュール。
- 前記側壁部は、当該側壁部の内面に形成されたリブを有することを特徴とする請求項4又は5に記載のカメラモジュール。
- 前記側壁部は、前記側壁部の前記底面の面積を減じるように当該側壁部の角部の内面に形成された窪みを有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
- 入射光を電気信号に変換して出力する撮像素子と、
前記撮像素子へ向かう前記入射光を透過するカバー部材と、
前記撮像素子及び前記カバー部材を保持し、当該撮像素子が出力する前記電気信号が入力される基板と、
前記入射光を前記撮像素子に集光させるレンズと、
前記レンズを保持し、前記基板に保持される前記カバー部材の周囲を囲むための側壁部を有し、当該側壁部の底面が接着剤により当該基板に接着された台座マウントと、
前記基板に接続され、当該基板から出力された電気信号を処理する信号処理部と、
を含み、
前記台座マウントの前記側壁部は、当該側壁部の外面上側が前記基板の端面と面一である部分を有し、
前記側壁部の前記部分は、当該側壁部の前記底面に接続する外面下側が前記基板上に位置すると共に前記外面上側よりも当該基板の前記端面と離間していることを特徴とする撮像装置。
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