JP2010230751A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、鏡筒外部から内部へ異物が侵入して撮像素子上あるいはレンズに付着することを抑制することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の撮像装置は、撮像素子６が実装される基板１０と、中央部に透光部１３Ｋを有し、撮像素子６の撮像領域の外周縁の外側位置で基板１０上に設けられたベース部材１３と、レンズ１，２，３を内部に保持するレンズホルダ４と、レンズホルダ４を保持し、レンズ１，２，３の光軸方向に所定の範囲で移動する鏡筒５とを備え、鏡筒５及びレンズホルダ４の少なくとも一端部とそれに対向するベース部材１３との間に隙間１５を有し、鏡筒５外部から隙間１５を介して内部の撮像素子６側へ異物侵入を防止する弾性体で形成された遮蔽部材１４を、ベース部材１３に設けた構成を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子を用いて画像を撮像する撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などのデジタル撮像機器に搭載される撮像装置に関する。

従来から、カメラ付き携帯電話機やデジタルカメラに搭載される撮像装置においては、レンズホルダを鏡筒と共に光軸方向に一体的に移動させることによって、被写体にレンズの焦点を自動的に調整することができるオートフォーカス装置を備えたものが提案されている。

例えば、特許文献１の構成の撮像装置は、最下端に位置する基板の上部に位置する矩形状で所定厚さを有するベース部材と、このベース部材の上部に配設され内部が空洞状で外形が略立方体状の本体部材と、この本体部材の上部に配設され矩形状で所定厚さのカバー部材とでなる筐体を備えている。

ベース部材の上面中央に、撮像素子が取り付けられ、この撮像素子の周囲をリング状に囲むように突出させた防塵壁が、ベース部材の上面に形成されている。

また、本体部材の内部に、複数のレンズを収納したレンズ鏡筒を有する光軸方向に移動可能な可動鏡筒と、この可動鏡筒の外周側に配設され該可動鏡筒と一体化されたレンズホルダとを設けている。

更に、ベース部材の上面に当接可能な下向きの凸部をレンズホルダの下面に形成し、この凸部の内周側にベース部材の防塵壁が入り込む凹部が所定深さに形成されている。
特開２００７−１４７８４９号公報（図１〜図４、段落００１７〜００２５参照）

上記特許文献１の構成によれば、凸部の内周壁と防護壁の外周壁とが、水平方向において所定寸法の隙間を有して互いが接しないようになっている。

このため、鏡筒外部から内部へとその隙間を介して異物が侵入し、その異物が撮像素子上あるいはレンズに付着してしまい、撮像画像の画質が低下することがあった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、鏡筒外部から内部へ異物が侵入して撮像素子上あるいはレンズに付着することを抑制することができる撮像装置を提供することを課題とする。

本発明に係る撮像装置は、上記課題を解決するためになされたもので、撮像素子が実装される基板と、中央部に透光部を有し、前記撮像素子の撮像領域の外周縁の外側位置で前記基板上に設けられるベース部材と、レンズを内部に保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを保持し、前記レンズの光軸方向に所定の範囲で移動する鏡筒とを備え、前記鏡筒及び前記レンズホルダの少なくとも一端部とそれに対向する前記ベース部材との間に隙間を有し、前記鏡筒外部から前記隙間を介して内部の前記撮像素子側へ異物侵入を防止する弾性体で形成された遮蔽部材を前記ベース部材又は前記鏡筒あるいは前記レンズホルダの少なくともいずれかに設けたことを特徴としている。

かかる構成からなる撮像装置によれば、遮蔽部材により、鏡筒及びレンズホルダの少なくとも一端部とそれに対向するベース部材との間の隙間において、鏡筒外部から内部への異物の侵入が阻止される。尚、遮蔽部材は、ベース部材に設ける、又は鏡筒に設ける、あるいはレンズホルダに設けてもよいし、ベース部材と鏡筒とに渡って設ける、更にはベース部材とレンズホルダとの間に渡って設けてもよい。

また、本発明に係る撮像装置は、前記遮蔽部材が、筒状の蛇腹で形成され、前記蛇腹の一端部が前記鏡筒又は前記レンズホルダに密着固定され、前記蛇腹の他端部が前記ベース部材に密着固定される構成を採用することができる。

かかる構成によれば、蛇腹により、異物が進入する隙間がなくなり、鏡筒外部から内部への異物の侵入を確実に防止することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、前記遮蔽部材が、薄板の筒体で形成され、前記筒体の一端部が前記鏡筒又は前記レンズホルダに密着固定され、前記筒体の他端部が変形し、前記ベース部材に密着している構成を採用することができる。

かかる構成によれば、遮蔽部材である筒体の一端部が鏡筒又はレンズホルダにしか密着固定されないので、両端部を固定する構成に比べて、組立を容易に行うことができる。

また、本発明に係る撮像装置は、前記筒体の他端部が、変形により外側に位置している構成を採用することができる。

かかる構成によれば、振動やAF動作等により、被写体に対してレンズが繰り出たり、繰り込んだりして鏡筒内が呼吸するような状態になっても、筒体の他端部が自由端で密着しているので、筒体の他端部が外側に広がって、外部に空気が出て行くことになるが、内部には外部からの空気の侵入を抑制することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、前記レンズホルダを螺合によって保持する前記鏡筒であって、光軸方向から見た平面視において、前記遮蔽部材は前記螺合部と前記撮像素子の撮像領域の外周縁との間に位置している構成を採用することができる。

かかる構成によれば、螺合部から内部への異物の侵入までも阻止することができ、さらに撮像画像の画質が低下するのを抑制することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、前記鏡筒又は前記レンズホルダの一端部を円筒状部に形成し、該円筒状部に前記遮蔽部材を設けた構成を採用することができる。

かかる構成によれば、レンズ光軸方向における遮蔽部材の寸法を長くすることができ、遮蔽部材の弾性力の調整や遮蔽部材の鏡筒への組立を容易にすることができる。

以上の如く、本発明は、遮蔽部材を設けたことにより、鏡筒及びレンズホルダの少なくとも一端部とそれに対向するベース部材との間の隙間において、鏡筒外部から内部への異物の侵入が阻止されるので、鏡筒外部から内部へ異物が侵入してセンサ上あるいはレンズに付着することを抑制することができる撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

図１に示す如く、本実施形態に係る撮像装置は、３つのレンズ１，２，３を保持するレンズホルダ４と、このレンズホルダ４の外側に螺合によって一体化された鏡筒５と、レンズ１，２，３の光軸の延長線上に配置された撮像素子６と、を備えている。

３つのレンズ１，２，３は、プラスチック樹脂又はガラス等の透光材料で形成され、この実施形態では例えばプラスチック樹脂であるシクロオレフィンポリマーの同質の材料で形成されたものである。また、３つのレンズ１，２，３は、レンズホルダ４の軸心方向に重ねて配置されている。すなわち、３つのレンズ１，２，３は、レンズホルダ４内で、光軸を一致させた状態で一列に配置されている。

このため、本実施形態に係る３つのレンズ１，２，３は、それらのうちの光軸方向で両端にある２つのレンズ１，３の一方のレンズが、レンズホルダ４内で最も一端側（後述するレンズ支持部７側）に位置し、他方のレンズが、レンズホルダ４の最も他端側（後述するレンズ規制部４Ａ側）に位置し、これら２つのレンズ１，３の間に、残りのレンズ２が位置している。

以下において、３つのレンズ１，２，３のうちの後述するレンズ支持部７側に位置するレンズ１を第１レンズとし、残る２つのレンズ２，３のうちの後述するレンズ規制部４Ａ側に位置するレンズ３を第３レンズとし、２つのレンズ１，３の間に位置するレンズ２を第２レンズとして説明する。

第１レンズ１は、それを包囲する外周端部がレンズ支持部７と対向するように形成されている。すなわち、第１レンズ１は、外周端部がレンズ支持部７に支持されるように形成されている。

そして、第２レンズ２は、第１レンズ１と第３レンズ３の間に挟持されるとともに、その外周縁が第３レンズ３の外周縁から第１レンズ１側に延出された筒状部３Ａの内面に当接している。また、第１レンズ１の外周縁の一部が、筒状部３Ａの内面に当接している。

レンズホルダ４は、内装された第１レンズ１の一方の面側（被写体側）の外周端部を全体的又は部分的に支持するレンズ支持部７が一端部に形成されるとともに、内装された第３レンズ３の他方の面側（撮像素子側）の外周端部を全体的に押さえるレンズ規制部４Ａが他端部に形成されている。

レンズ規制部４Ａは、レンズホルダ４内にレンズ１，２，３を配置した状態で、レンズホルダ４の他端部を熱かしめすることによって、内側に折り曲げられて形成されている。すなわち、レンズ規制部４Ａは、レンズホルダ４に３つのレンズ１，２，３を組付ける時に、レンズホルダ４の他端部を加熱した状態（軟化させた状態）で第３レンズ３側に押圧することで、レンズホルダ４の他端部が内側に傾倒して形成されたものである。尚、レンズホルダ４の他端部を、熱かしめする前（レンズ規制部４Ａが形成される前）において、レンズホルダ４の他端部が、光軸方向に延びており、他端開口から露呈する第３レンズ３の外周端部よりも外側に位置するように形成されている。また、レンズ１，２，３のレンズ群を配置した状態で、レンズホルダ４の他端部を熱かしめより、第３レンズ３側に押圧したがこれに限らず、例えば、レンズホルダ４の他端部に弾性の板ばね等を設け、それを利用して第３レンズ３側に押圧してもよい。

鏡筒５は、筒状に形成されており、レンズホルダ４が同心又は略同心で螺合されるようになっている。すなわち、鏡筒５の内周面に雌ネジ８が形成されるとともに、レンズホルダ４の外周に雄ネジ９が形成されており、鏡筒５は、レンズホルダ４を螺合することで保持でき、また、レンズホルダ４を回転させることで、内部にあるレンズ１，２，３のレンズ群の焦点が撮像素子６の撮像面上に位置するように調整可能になっている。

撮像素子６は、いわゆるＣＭＯＳ又はＣＣＤで、プレート状の基板１０に対して直接的又は間接的に支持されている。そして、撮像素子６の撮像面の前方には、ガラス板１１及び赤外線カットフィルター１２が配置されており、レンズ１，２，３のレンズ群を透過した光（像）が赤外線カットフィルター１２、ガラス板１１の順で通過して撮像素子６に導かれるようになっている。

基板１０上には、中央部に透光部を構成するための開口１３Ｋを有し、撮像素子６の撮像領域の外周縁の外側に位置するベース部材１３が固定されている。

そして、ベース部材１３の上面とレンズ規制部４Ａの下面との間の隙間を塞ぐ、例えば厚みが５０μｍ程度のシリコンゴム材料において、シート状の弾性体で形成された遮蔽部材１４を、ベース部材１３の上面に固定している。尚、弾性体の材料としては、天然ゴムやクロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブタジェンゴム、フッ素ゴム・フッウレタンゴム等の合成ゴムの他、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、フッ素樹脂フィルム、アクリル系フィルム等の樹脂フィルムまたはその樹脂フィルムに前記ゴムを塗布したもの等の材料であり、好ましくは、反発弾性あるブタジェンゴム、天然ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム及びクロロプレンゴムのよく、さらに好ましくは耐摩耗性も考慮するブタジェンゴム、天然ゴム及びクロロプレンゴムの材料である。また、カメラ付き携帯電話等の低背化を目的とした撮像装置を考慮すると、前記シート部の厚みは、３０μｍ〜２００μｍが好ましい。さらに、ゴースト現象を防止するために、弾性体の少なくとも表面は黒色が好ましい。

ベース部材１３の上面（レンズ側）には、環状で断面形状が矩形状の突起１３Ｔが形成され、この突起１３Ｔに、環状で断面形状が逆Ｕ字状（タイヤ形状）の遮蔽部材１４を嵌め込んでいる。尚、遮蔽部材１４が突起１３Ｔから容易に外れることがないように、接着剤などを用いて遮蔽部材１４を突起１３Ｔに固定してもよい。

従って、鏡筒５の一端部とそれに対向するベース部材１３との間の隙間１５を通して鏡筒５外部から内部へ侵入してきた異物が、赤外線カットフィルター１２と第３レンズ３とで形成される空間内に入り込むことを、遮蔽部材１４により阻止することができる。このため、赤外線カットフィルター１２や第３レンズ３に異物が付着することを防止することができる利点がある。尚、遮蔽部材１４が弾性体で構成されているから、レンズ１，２，３のレンズ群の焦点を合わせるために、レンズホルダ４が鏡筒５と共にレンズの光軸方向に移動した場合でも、弾性力により、遮蔽部材１４の上面がレンズ規制部４Ａの下面に接触している状態を維持することができるようになっている。

図１では、レンズホルダ４が被写体側に最も近付いた位置に位置している状態を示しており、その状態においてレンズ規制部４Ａの下面が遮蔽部材１４の上面を押圧している状態になっていることから、レンズホルダ４が撮像素子６側に移動すると、更にレンズ規制部４Ａの下面が遮蔽部材１４の上面を押圧する接近状態となり、遮蔽部材１４の上面がレンズ規制部４Ａの下面に接触している状態を維持することができる。

図１で示した遮蔽部材１４に本発明は限定されるものではなく、例えば上記弾性体の材料や厚みを利用し、図２〜図４に示すように構成することもできる。

図２では、板状で中央部に、第３レンズ３と非接触で、かつレンズからの光を透過させるための開口１６Ａが形成された平面視がドーナツ型の遮蔽部材１６の外周縁の下面を、ベース部材１３の外側に突出させた環状の突出部１３Ｂに接着剤などにより固定している。

この場合、レンズホルダ４が被写体側に最も近付いた位置に位置している状態において、遮蔽部材１６の径方向内側部が、レンズ規制部４Ａの下面により撮像素子６側に押圧されて変形している状態になっている。

このため、レンズホルダ４が撮像素子６側に移動すると、遮蔽部材１６の径方向内側部が、さらにレンズ規制部４Ａの下面により撮像素子６側に押圧されることにより、遮蔽部材１６の上面がレンズ規制部４Ａの下面に接触している状態を維持することができるようになっている。図２で説明しなかった他の部分は、図１と同一であるため、同一の符号を付すとともに、説明を省略する。

図３では、遮蔽部材が、筒状の蛇腹１７で形成され、蛇腹１７の一端部がレンズホルダ４に外嵌して密着固定され（接着剤を用いて固定してもよい）、蛇腹１７の他端部のフランジ部１７Ａがベース部材１３に接着剤により密着固定されている。この場合は、蛇腹１７の両端が固定されていることから、レンズホルダ４がレンズの光軸方向に移動した場合に、蛇腹１７のレンズの光軸方向の中間部が伸縮することで、レンズ規制部４Ａとベース部材１３との間に異物の侵入する隙間が発生することがなく、鏡筒５の外部や鏡筒５とレンズホルダ４との螺合部から、赤外線カットフィルター１２と第３レンズ３とで形成される空間内への異物の侵入を確実に防止することができる。図３で説明しなかった他の部分は、図１と同一であるため、同一の符号を付すとともに、説明を省略する。

図４では、遮蔽部材が、薄板の筒体１８で形成され、筒体１８の一端部が鏡筒５に外嵌して密着固定され（接着剤を用いて固定してもよい）、筒体１８の他端部が変形し、外側に変形した筒体１８の下端部１８Ａの内面１８ａが、ベース部材１３に密着している。

図４のように構成することによって、遮蔽部材である筒体１８の一端部が鏡筒５にしか密着固定されないので、両端部を固定する構成に比べて、組立を容易に行うことができるが、筒体１８の他端部をベース部材１３に固定してもよい。

また、筒体１８の一端部が鏡筒５にしか密着固定していない構成において、振動やAF動作等により、被写体に対してレンズが繰り出たり、繰り込んだりして鏡筒５内が呼吸するような状態になっても、筒体１８の他端部である下端部１８Ａの内面１８ａが自由端で密着しているので、筒体１８の他端部が外側に広がって、外部に空気が出て行くことになるが、内部には外部からの空気の侵入を抑制することができる。

図１から図３に示した本発明に係る撮像装置は、レンズホルダ４を螺合によって保持する鏡筒５であって、光軸方向から見た平面視において、遮蔽部材１４，１６，１７は、雌ねじ８と雄ねじ９との螺合部と撮像素子６の撮像領域の外周縁との間に位置しているから、螺合部からの異物が、レンズ３の下面と赤外線カットフィルター１２の上面とで形成される空間内に入り込むことを阻止することができ、さらに撮像素子６で撮像した撮像画像の画質の低下を抑制することができる。

また、本発明に係る撮像装置は、図３に示すように、レンズホルダ４の一端部（撮像素子６側となる下端部）を円筒状部に形成し、円筒状部に遮蔽部材１７を設けた構成を採用することによって、レンズ光軸方向における遮蔽部材１７の寸法を長くすることができ、遮蔽部材１７の弾性力の調整や遮蔽部材１７のレンズホルダ４への組立を容易にすることができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。特に、遮蔽部材の形状及び固定位置並びに固定方法は、自由に変更できる。

上記実施形態において、３つのレンズ１，２，３を備えたものを示したが、要求される解像度や光学特性に応じて、１つのレンズ又は２つのレンズあるいは４つ以上のレンズを備えたものであってもよい。また、各レンズの形状及び配置も自由に変更できる。

本発明の撮像装置は、鏡筒外部から内部へ異物が侵入してセンサ上あるいはレンズに付着することを抑制することができるという優れた効果を有し、カメラ機能を備えた携帯電話機、デジタルカメラ、監視用カメラ、車載カメラ等の分野で有用である。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を示す断面図 本発明の第２の実施形態に係る撮像装置を示す断面図 本発明の第３の実施形態に係る撮像装置を示す断面図 本発明の第４の実施形態に係る撮像装置を示す断面図

１ 第１レンズ
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
３Ａ 筒状部
４ レンズホルダ
４Ａ レンズ規制部
５ 鏡筒
６ 撮像素子
７ レンズ支持部
８ 雌ねじ
９ 雄ねじ
１０ 基板
１１ ガラス板
１２ 赤外線カットフィルター
１３ ベース部材
１３Ｂ 突出部
１３Ｋ 開口
１３Ｔ 突起
１４ 遮蔽部材
１５ 隙間
１６ 遮蔽部材
１６Ａ 開口
１７ 蛇腹（遮蔽部材）
１８ 筒体（遮蔽部材）
１８Ａ 筒体１８の下端部
１８ａ 下端部１８Ａの内面

Claims (6)

1. 撮像素子が実装される基板と、中央部に透光部を有し、前記撮像素子の撮像領域の外周縁の外側位置で前記基板上に設けられるベース部材と、レンズを内部に保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを保持し、前記レンズの光軸方向に所定の範囲で移動する鏡筒とを備え、前記鏡筒及び前記レンズホルダの少なくとも一端部とそれに対向する前記ベース部材との間に隙間を有し、前記鏡筒外部から前記隙間を介して内部の前記撮像素子側へ異物侵入を防止する弾性体で形成された遮蔽部材を、前記ベース部材又は前記鏡筒あるいは前記レンズホルダの少なくともいずれかに設けたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記遮蔽部材は、筒状の蛇腹で形成され、前記蛇腹の一端部が前記鏡筒又は前記レンズホルダに密着固定され、前記蛇腹の他端部が前記ベース部材に密着固定されていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記遮蔽部材が、薄板の筒体で形成され、前記筒体の一端部が前記鏡筒又は前記レンズホルダに密着固定され、前記筒体の他端部が変形し、前記ベース部材に密着していることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記筒体の他端部が、変形により外側に位置していることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記レンズホルダを螺合によって保持する前記鏡筒であって、光軸方向から見た平面視において、前記遮蔽部材は前記螺合部と前記撮像素子の撮像領域の外周縁との間に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記鏡筒又は前記レンズホルダの一端部を円筒状部に形成し、該円筒状部に前記遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。

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