JP2010016744A - 撮像装置及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の構造部材の一部に接着剤を用いて更なる小型化を達成すると共に、絞り板を用いて絞り孔の内面反射を更に低減させることができる撮像装置。
【解決手段】撮像レンズを保持する鏡枠と、撮像素子が実装されたプリント配線板と、絞り孔を設けた絞り板と、を備え、
前記鏡枠と前記絞り板は第１の接着剤にて接合され、前記絞り板と前記プリント配線板は輪状に塗布された第２の接着剤にて接合されると共に、該第２の接着剤の厚みにより所定の間隔に保持されていること。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体を撮像する撮像装置に関し、詳しくはより小型化が達成され、不要光による内面反射の影響が少ない撮像装置、及び該撮像装置を搭載した携帯端末に関する。

従来より、小型で薄型の撮像装置が携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。

このような撮像装置の一例について図５を参照して説明する。図５（Ａ）は撮像装置の断面図、図５（Ｂ）は撮像装置の斜視図であり、図５（Ａ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

図５における撮像装置５は、被写体の光像を撮像レンズＬにより撮像素子５４に結像させ、撮像素子５４にて光電変換された画像信号をプリント配線板５５を介して出力する装置である。

撮像レンズＬは円筒状の鏡枠５１に図の下方から挿入され、接着剤Ｓ１で固定される。また、枠体５２の中央には固定絞りとなる絞り孔５２ａが穿設され、赤外カットフィルタ５３が不図示の接着剤で固着されている。そして、鏡枠５１は接着剤Ｓ１で枠体５２に接合され、固定されている。なお、枠体５２の上部５２ｂは円筒状に形成され、下部５２ｃは角筒状に形成されている。

また、撮像素子５４はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等である。そして、撮像素子５４はプリント配線板５５に実装され、枠体５２は接着剤Ｓ１でプリント配線板５５に接合されている。なお、プリント配線板５５においては、撮像素子５４の周囲に抵抗やコンデンサ等の電子部品５６も実装されていて、枠体５２の下部５２ｃの内径はプリント配線板５５にワイヤーボンディングされる撮像素子５４のリード線５４ａや電子部品５６に当接することのない幅広の寸法に形成されている。このために、枠体５２の下部５２ｃの外形は電子部品５６が実装されている方が若干長い長方形に形成されている。

また、絞り孔５２ａには通過する光線を遮らないようにテーパー部５２ｄが設けられ、テーパー部５２ｄには撮像素子５４に有害な不要光が反射し難くなるように微細な凹凸が施されている。

なお、構造を簡略化して原価低減と製造工程の簡略化を図るため、撮像レンズと撮像素子を樹脂パッケージとして一体に形成した撮像装置が知られている（特許文献１参照）。

また、不要光の反射を低減するために、レンズ鏡枠に微細な凹凸を施す技術に関しては従来より広く知られており、特許文献にも記載されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６−２８４６８７号公報 特開２００７−７４３０５号公報

近年、携帯端末は更に小型化や薄型化が要求され、これに伴って携帯端末に搭載される撮像装置も同様に小型化や薄型化が要求されようになってきた。

ここで、図５に示した撮像装置について小型化を考えた場合に、赤外カットフィルタ５３の厚みを薄くすれば、撮像レンズＬと撮像素子５４との光路長を短くすることができる。このように赤外カットフィルタ５３の厚みを薄くした撮像装置の図を図６に示す。図６（Ａ）は撮像装置の断面図、図６（Ｂ）は撮像装置の斜視図であり、図６（Ａ）は図６（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図６の撮像装置６における機能は図５の撮像装置５における機能と同一であるので、撮像装置６における撮像レンズＬ、鏡枠６１、枠体６２、撮像素子６４、プリント配線板６５の説明は省略する。

例えば、図５の撮像装置５において厚みが０．５ｍｍの赤外カットフィルタ５３を用い、図６の撮像装置６において厚みが０．１ｍｍの赤外カットフィルタ６３を用いたとすれば、撮像レンズＬと撮像素子５４との光路長は０．１３ｍｍ短縮される。従って、鏡枠６１の長さを０．１３ｍｍ短縮して撮像レンズＬを撮像素子６４の側に０．１３ｍｍ後退させればよく、撮像装置６の全長、即ち鏡枠６１の先端面からプリント配線板６５の背面までの寸法は撮像装置５より０．１３ｍｍ短縮する。

しかし、赤外カットフィルタの厚みにより撮像装置の長さ方向が小型化しても、径方向の小型化に関しては赤外カットフィルタでは対応できない。

また、枠体５２や枠体６２は樹脂成型により形成されるので、絞り孔５２ａのテーパー部５２ｄや絞り孔６２ａのテーパー部６２ｄはある程度の長さがあり、これらに微細な凹凸を施しても、不要光が入射したときにテーパー部５２ｄやテーパー部６２ｄでの内面反射は避けられない。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、撮像装置の構造部材の一部に接着剤を用いて更なる小型化を達成すると共に、絞り板を用いて絞り孔の内面反射を更に低減させることができる撮像装置及び該撮像装置を搭載した携帯端末を提案することを発明の目的とする。

なお、特許文献１においては撮像レンズと撮像素子を樹脂成型により一体化するものであって接着剤を用いたものではなく、また、特許文献２においては絞り孔を設けた絞り板については記載されていない。

前記目的は、下記に記載した発明により達成される。

１．撮像レンズを保持する鏡枠と、
撮像素子が実装されたプリント配線板と、
絞り孔を設けた絞り板と、
を備え、
前記鏡枠と前記絞り板は第１の接着剤にて接合され、
前記絞り板と前記プリント配線板は輪状に塗布された第２の接着剤にて接合されると共に、該第２の接着剤の厚みにより所定の間隔に保持されていることを特徴とする撮像装置。

２．前記絞り板は金属板から形成され、前記絞り孔はエッチング加工により穿設されていることを特徴とする前記１に記載の撮像装置。

３．前記第２の接着剤は黒色熱硬化型接着剤であることを特徴とする前記１又は前記２に記載の撮像装置。

４．前記撮像素子と前記プリント配線板とを接続するリード線は前記第２の接着剤の中に埋設されていることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。

５．前記プリント配線板に実装された所定の電子部品は前記第２の接着剤の中に埋設されていることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。

６．前記撮像素子における受光部を除く周辺部の一部に前記第２の接着剤が付着していることを特徴とする前記１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。

７．前記絞り板にフィルタが接合されていることを特徴とする前記１〜６の何れか１項に記載の撮像装置。

８．前記１〜７の何れか１項に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。

本発明の撮像装置及び該撮像素子を搭載した携帯端末によれば、撮像装置の構造部材の一部に接着剤を用いて更なる小型化を達成することができると共に、絞り板を用いて絞り孔の内面反射を更に低減させることができる。

本発明の撮像装置の実施の形態を図を参照して詳細に説明する。

先ず、撮像装置を搭載した携帯端末として携帯電話機の一例を図１の外観図に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図１（Ｂ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。

図１において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１，Ｄ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＢを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されていて、上筐体７１の外表面に撮像レンズＬが露出している。

なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Ｔは折り畳み式に限定されるものではない。

次に、撮像装置について図２及び図３に基づいて説明する。図２は図６の撮像装置より径方向の寸法を短縮した撮像装置の図、図３は図２の撮像装置より絞り孔における内面反射を低減させた撮像装置の図である。

先ず、図２の撮像装置について説明する。図２（Ａ）は撮像装置の断面図、図２（Ｂ）は撮像装置の斜視図であり、図２（Ａ）は図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

撮像装置１は、被写体の光像を撮像レンズＬにより撮像素子１４に結像させ、撮像素子１４にて光電変換された画像信号をプリント配線板１５を介して出力する装置である。

撮像レンズＬは円筒状の鏡枠１１に図の下方から挿入され、接着剤Ｓ１で固定される。また、枠体１２の中央には固定絞りとなる絞り孔１２ａが穿設され、図６と同様にガラスやフィルムで薄く形成された赤外カットフィルタ１３が不図示の接着剤で固定されている。なお、赤外カットフィルタ１３の厚みは例えば０．１ｍｍである。また、枠体１２の上部１２ｂは円筒状に形成され、下部１２ｃは正四角形の角筒状に形成されていてプリント配線板１５の外形寸法と同一である。

そして、鏡枠１１は接着剤Ｓ１で枠体１２に接合されている。なお、接着剤Ｓ１としては、紫外線熱硬化型や加熱硬化型が望ましいが、色は限定されない。

一方、撮像素子１４はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等である。そして、撮像素子１４はプリント配線板１５に実装されている。また、撮像素子１４の周囲においては、抵抗やコンデンサ等の電子部品１６もプリント配線板１５に実装されている。

このように構成した枠体１２とプリント配線板１５とを所定の間隔を設けて配置し、その間隔に接着剤Ｓ２を介在させる。即ち、撮像素子１４を包囲するように枠体１２の下部１２ｃ及びプリント配線板１５の外形寸法に倣った正四角形の輪状に、接着剤Ｓ２を塗布して固化させる。これにより、枠体１２とプリント配線板１５は所定の間隔に保持されて接合される。このとき、撮像素子１４をプリント配線板１５にワイヤーボンディングするリード線１４ａや電子部品１６は接着剤Ｓ２の中に埋設される。また、接着剤Ｓ２は撮像素子１４における受光部を除く周辺部の一部に付着していてもよい。更に、接着剤Ｓ２が介在する間隔は、被写体の光像が撮像レンズＬにより撮像素子１４へ適正に合焦される寸法であり、例えば撮像装置１の光軸方向の寸法が５ｍｍのとき０．８ｍｍである。

このように、撮像装置１は、図６に示す撮像装置６の如く枠体６２の下部６２ｃを撮像素子６４のリード線６４ａや電子部品６６に当接しないように形成したものと異なり、枠体に相当する部分を接着剤Ｓ２で形成し、リード線１４ａや電子部品１６を接着剤Ｓ２の中に埋設したものである。従って、枠体１２の下部１２ｃの外径寸法を接着剤Ｓ２の部分の外形寸法と同一にすることができ、撮像装置１は撮像装置６と比較して例えば０．４ｍｍ程度の寸法を縮小させることができる。

また、撮像装置６の場合は、枠体６２とプリント配線板６５とを接着剤Ｓ１で接合するために、プリント配線板６５の外形寸法を枠体６２の下部６２ｃの外形寸法より大きくしていたが、撮像装置１の場合はプリント配線板１５の外形寸法を枠体１２の下部１２ｃの外形寸法と同一にすることができる。これにより、撮像装置１は枠体１２の下部１２ｃの外形寸法を撮像装置６と比較して例えば０．３ｍｍ程度縮小させることができる。

従って、撮像装置１の外形寸法を撮像装置６の外形寸法より０．７ｍｍ程度縮小させることができる。

この様にして固化した接着剤Ｓ２は撮像装置１の構造部材の一つになり、外部から塵埃や不要光が接着剤Ｓ２を通過して侵入することはない。

なお、接着剤Ｓ２は、遮光のためにカーボン等を混在させた黒色のものに限られ、固化後は撮像装置１の構造体の一つになるように硬化する必要があるので、固化後にも柔軟なシリコン系は不適である。更に、自動組立化を考慮すると、工程が複雑になる二液性は好ましくない。従って、例えば黒色の一液性エポキシ系熱硬化型接着剤が望ましい。

ここで、枠体１２の絞り孔１２ａは撮像レンズＬからの出射光線がけられないように撮像装置１４側に広がったテーパー部１２ｄを有しており、テーパー部１２ｄには微細な凹凸が施されている。しかし、不要光となる斜光線が撮像レンズＬに入射して射出したときに、テーパー部１２ｄで反射して撮像素子１４に達することもあり、その結果、フレアやゴーストイメージの原因となる。

この問題を解決した撮像装置を図３に示す。図３（Ａ）は撮像装置の断面図、図３（Ｂ）は撮像装置の斜視図であり、図３（Ａ）は図３（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

図３に示す撮像装置２には、枠体１２に代えて、メッキ等により黒色にしたステンレス等の金属の薄板から成り、プリント配線板２５の外形寸法と同一寸法の四角形に形成された絞り板２２を設け、鏡枠２１に絞り板２２を接着剤Ｓ１で接合する。絞り板２２の厚みは例えば０．０５ｍｍである。また、絞り板２２に赤外カットフィルタ２３を不図示の接着剤で固定する。更に、撮像装置１と同様に絞り板２２とプリント配線板２５との間隔に第２の接着剤Ｓ２を介在させて固化させ、第２の接着剤Ｓ２の厚みにより絞り板２２とプリント配線板２５とを所定の間隔に保持する。

なお、撮像装置２においては赤外カットフィルタ２３の位置が撮像装置１の赤外カットフィルタ１３の位置より撮像素子２４の方向に寄り、鏡枠２１の長さが鏡枠１１より長くなっている。

ここで、絞り板２２の中央には絞り孔２２ａが設けられているが、絞り孔２２ａの加工はエッチングによることが望ましい。絞り孔２２ａをエッチング加工すると、図４の絞り板２２の拡大図に示す如く、腐食により必然的に荒れたテーパー面２２ｄが非常に薄い板厚方向に形成されるので、不要光がテーパー面２２ｄに照射されたとしても、反射して撮像素子２４に達する虞は非常に少なくなる。

なお、以上の形態では、簡略化するために撮像レンズＬを１枚構成で描いているが、複数枚の構成であってもよい。

また、赤外カットフィルタを枠体１２や絞り板２２の撮像レンズ側に接合したが、撮像素子側であってもよい。

携帯電話機の外観図である。 撮像装置の断面図と斜視図である。 異なる形態の撮像装置の断面図と斜視図である。 絞り板の拡大図である。 従来の撮像装置の断面図と斜視図である。 図５より薄くした撮像装置の断面図と斜視図である。

符号の説明

１，２，５，６ 撮像装置
１１，２１，５１，６１ 鏡枠
１２，５２，６２ 枠体
１２ａ，２２ａ，５２ａ，６２ａ 絞り孔
１３，２３，５３，６３ 赤外カットフィルタ
１４，２４，５４，６４ 撮像素子
１４ａ，２４ａ，５４ａ，６４ａ リード線
１５，２５，５５，６５ プリント配線板
１６，５６，６６ 電子部品
２２ 絞り板
Ｔ 携帯電話機
Ｌ 撮像レンズ
Ｓ１，Ｓ２ 接着剤

Claims (8)

1. 撮像レンズを保持する鏡枠と、
   撮像素子が実装されたプリント配線板と、
   絞り孔を設けた絞り板と、
   を備え、
   前記鏡枠と前記絞り板は第１の接着剤にて接合され、
   前記絞り板と前記プリント配線板は輪状に塗布された第２の接着剤にて接合されると共に、該第２の接着剤の厚みにより所定の間隔に保持されていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記絞り板は金属板から形成され、前記絞り孔はエッチング加工により穿設されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２の接着剤は黒色熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像素子と前記プリント配線板とを接続するリード線は前記第２の接着剤の中に埋設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記プリント配線板に実装された所定の電子部品は前記第２の接着剤の中に埋設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像素子における受光部を除く周辺部の一部に前記第２の接着剤が付着していることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
7. 前記絞り板にフィルタが接合されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の撮像装置を搭載したことを特徴とする携帯端末。

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