JP2011023889A - 撮影モジュールおよび結像調整方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、撮影レンズで被写体を撮像素子に結像させる撮影モジュール、およびそのような撮影モジュールの結像調整方法に関し、調整量に拘わらずレンズバレルと素子ホルダとの接着固定が確実な撮影モジュール、およびそのような撮影モジュールの結像調整方法を提供することを目的とする。
【解決手段】撮影モジュール100は、前面111と後面112とに開口した筒体であってこの筒体内部に撮影レンズ120が保持されたレンズバレル110と、レンズバレル110の外周面113との間に隙間300を持ってレンズバレル110の少なくとも後面112側外周を取り巻く筒部131を有し、レンズバレル110の後面112に対面する位置に撮像素子141が固定されるとともにレンズバレル110が接着された素子ホルダ130とを備えている。
【選択図】 図2

Description

本発明は、撮影レンズで被写体を撮像素子に結像させる撮影モジュール、およびそのような撮影モジュールの結像調整方法に関する。
最近の携帯電話機には大抵撮影モジュールが内蔵されている。このような撮影モジュールにおいては、携帯電話機に搭載可能とするために出来うる限りの小型化を図る必要があり、例えば、撮影レンズが保持されたレンズバレルと、撮像素子が固定された素子ホルダという2つの部品を主な構成要素とすることで小型化を実現した撮影モジュールが知られている。このような撮影モジュールでは、レンズバレルと素子ホルダとの間にネジを形成して、フォーカス調整時にレンズバレルをねじ込むことによってレンズバレルを素子ホルダに対して光軸方向に沿って前後させ、レンズバレル内に保持された撮影レンズの結像位置に撮像素子を位置させた後、接着剤でレンズバレルと素子ホルダとを接着固定する構成にして、撮影モジュールの小型化を実現している。
しかし、このようにフォーカス調整用のレンズバレルと素子ホルダとの双方にネジを設けると、どうしてもレンズバレルと素子ホルダとの双方の径が大きくなる。
ところで、最近の携帯電話機においては盛んに小型・薄型化が進められている。このため、今後においては撮影モジュールの更なる小型・薄型化を図らないと、撮影モジュールを携帯電話機の内部に搭載することができなくなる恐れが出てくる。
そこで、レンズバレルと素子ホルダとの間のネジを廃止し、レンズバレルと素子ホルダとを相対的に移動させ、光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整を行い、その後、レンズバレルの結像側となる後面を、素子ホルダの対物側となる前面に、互いに非接触の状態で接着(いわゆる空中接着)することによって、レンズバレルと素子ホルダとを固定する技術が提案されている(例えば特許文献1)。
特開2007−274230号公報
特許文献1に提案された撮影モジュールは、レンズバレルの後面が素子ホルダの前面に空中接着された構造であるため、光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整などといった調整の量によっては、空中接着のための、レンズバレルの後面と素子ホルダの前面との間の隙間が大きくなり、この場合、レンズバレルと素子ホルダとの接着固定が不確実となってしまうおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑み、調整量に拘わらずレンズバレルと素子ホルダとの接着固定が確実な撮影モジュール、およびそのような撮影モジュールの結像調整方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明の撮影モジュールは、
被写体光を撮影レンズを介して撮像素子に結像させる撮影モジュールにおいて、
被写体側面と結像側面とに開口した筒体であってこの筒体内部に撮影レンズを保持するレンズバレルと、
上記レンズバレル外周面との間に隙間を持ってそのレンズバレル外周面を取り巻く筒部を有し、上記レンズバレルの結像側面に対面する位置に撮像素子が固定されるとともにそのレンズバレルが固定された素子ホルダとを備えたことを特徴とする。
ここで、本発明にいう「撮像素子」とは、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどのイメージセンサをいう。
本発明の撮影モジュールは、素子ホルダの筒部によって、レンズバレル外周面が取り巻かれており、その筒部とレンズバレル外周面との間に隙間が形成されているため、素子ホルダにレンズバレルを接着するにあたって塗布する接着剤をその隙間に充填させることができる。従って、本発明の撮影モジュールによれば、光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整などといった調整の量に拘わらず、その隙間を利用して、レンズバレルを素子ホルダに確実に接着固定することができる。
ここで、本発明の撮影モジュールは、上記レンズバレルが、上記隙間を利用して、上記素子ホルダに対し相対的に、そのレンズバレルに保持された撮影レンズによる上記撮像素子への結像が調整された姿勢でその素子ホルダに接着されたものであることが好ましい。
このような好ましい形態によれば、調整された姿勢に拘わらず、隙間を利用して、レンズバレルを素子ホルダに確実に接着固定することができる。
また、本発明の撮影モジュールは、上記素子ホルダの筒部が、上記レンズバレルの被写体側面よりも前方に突出していることがさらに好ましい。
このような好ましい形態によれば、例えば、筒部の先端側やレンズバレルの被写体側面側に落下等による衝撃が加わったとしても、レンズバレルの被写体側面よりも前方に突出した筒部によって、その衝撃がレンズバレルに直接加わることが回避され、その衝撃に起因した接着剥離が防止される。
また、本発明の撮影モジュールは、上記レンズバレルが、このレンズバレルの被写体側面に凹部を有するものであるという形態も好ましい。
このような好ましい形態によれば、例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに、凹部に位置決め治具等を嵌合させることにより、素子ホルダに対してレンズバレルを確実に位置決めすることができる。
また、本発明の撮影モジュールは、上記素子ホルダが、この素子ホルダの筒部に、上記レンズバレルの被写体側面に接する上記レンズバレル外周面の一部分を露出させる切欠を有するものであることも好ましい形態である。
このような好ましい形態によれば、例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに、切欠によって露出した上記一部分を治具等で把持することにより、レンズバレルを確実に保持することができる。
また、本発明の撮影モジュールのうちの、上記素子ホルダの筒部が上記レンズバレルの被写体側面よりも前方に突出した撮影モジュールにおいて、その素子ホルダは、外表面に金属皮膜が形成されたものであることが好ましい。
このような好ましい形態によれば、素子ホルダの外表面に金属皮膜が形成されているため、その金属皮膜によって、当該撮影モジュールが実用に充分な程度に電磁シールドされる。
また、上記目的を達成する本発明の結像調整方法は、
被写体側面と結像側面とに開口した筒体であってこの筒体内部に撮影レンズを保持するレンズバレルと、上記レンズバレル外周面との間に隙間を持ってそのレンズバレル外周面を取り巻く筒部を有し、上記レンズバレルの結像側面に対面する位置に撮像素子が固定された素子ホルダとを備えた、被写体光を撮影レンズを介して撮像素子に結像させる撮影モジュールの結像調整方法であって、
上記隙間を利用して、上記レンズバレルの上記素子ホルダに対する相対的な姿勢を調整することによりそのレンズバレルに保持された撮影レンズによる上記撮像素子への結像を調整し、
上記レンズバレルを上記結像が調整された姿勢のまま上記素子ホルダに接着固定することを特徴とする。
本発明の結像調整方法は、本発明の撮影モジュールの結像調整方法であるため、調整量に拘わらずレンズバレルが素子ホルダに確実に接着固定される。
本発明によれば、調整量に拘わらずレンズバレルと素子ホルダとの接着固定が確実な撮影モジュール、およびそのような撮影モジュールの結像調整方法が提供される。
本発明の一実施形態である撮影モジュールを前面斜め上から見た斜視図である。 図1に示す線A−Aに沿った断面図である。 本発明の別の実施形態である撮影モジュールの縦断面図である。 本発明のさらに別の実施形態である撮影モジュールの縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態である撮影モジュール100を前面斜め上から見た斜視図である。また、図2は、図1に示す線A−Aに沿った断面図である。
図1,図2に示す撮影モジュール100は、レンズバレル110と素子ホルダ130とを備えている。
レンズバレル110には、撮影レンズ120が保持されている。尚、本実施形態の撮影レンズ120は4枚で構成されているが、図では1つのブロックとして簡略化して示している。このレンズバレル110は、対物側となる前面111と、結像側となる後面112と、前面111と後面112との間に挟まれた外周面113とを有し、前面111には対物側開口111aを有し、後面112には結像側開口112aを有した筒体である。また、レンズバレル110は、前面111に2つの凹部1111,1112を有する。この凹部1111,1112は、図示しない位置決め治具を嵌合させるためのものである。例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに、凹部1111,1112に図示しない位置決め治具を嵌合させることにより、素子ホルダ130に対してレンズバレル110を確実に位置決めすることができる。
素子ホルダ130は、レンズバレル110の外周面113との間に隙間300を持ってレンズバレル110の少なくとも後面112側外周を取り巻く円筒部131を有する。ここでは、図1,図2に示すように、この円筒部131が、レンズバレル110の前面111よりも前方に突出している。より詳細には、素子ホルダ130の光軸方向である矢印B方向に沿う寸法が、レンズバレル110の矢印B方向に沿う寸法よりも長く、素子ホルダ130の前面132が、レンズバレル110の前面111よりも突出している。
また、素子ホルダ130は、隙間300を利用して、素子ホルダ130に対し相対的に、レンズバレル110に保持された撮影レンズ120による撮像素子141への結像が調整された姿勢で、レンズバレル110が接着されたものである。より詳細には、レンズバレル110の、隙間300を形成する部分に、予め、例えば熱硬化タイプの接着剤310を塗布しておき、接着剤310が塗布されたレンズバレル110を素子ホルダ130に挿入し、素子ホルダ130にレンズバレル110が接着固定されることに先立ってレンズバレル110と素子ホルダ130とを相対的に移動させて光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整を行う。このような調整後、素子ホルダ130の外側から、隙間300の接着剤310に向けて熱を加え、接着剤310を硬化させる。このような工程を経ることによって、素子ホルダ130とレンズバレル110とは、空中接着されている。従って、それらの調整の量に拘わらず、隙間300を利用して、レンズバレル110を素子ホルダ130に確実に接着固定することができる。
また、素子ホルダ130には、レンズバレル110の後面112に対面する位置に、撮像素子141が実装された回路基板140が固定されている。さらに、素子ホルダ130には、回路基板140とレンズバレル110の後面112との間に、撮像素子141への赤外線の入射を阻止する赤外カットフィルタ150も固定されている。
また、素子ホルダ130の外表面、すなわち回路基板140が固定された後面112側の外表面および円筒部131の外表面には、金属皮膜160が形成されている。この金属皮膜160は、例えば蒸着処理によって施され、本実施形態では、金属皮膜160の一例として、銅皮膜が形成された後にステンレス皮膜が形成されている。
また、素子ホルダ130は、円筒部131に、レンズバレル110の前面111に接する外周面113の一部分1131,1132,1133,1134を露出させる、円周上に等間隔に配置された4つの切欠1311,1312,1313,1314を有する。この切欠1311,1312,1313,1314は、レンズバレル110を保持するために設けられているものであって、例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに、切欠1311,1312,1313,1314によって露出した一部分1131,1132,1133,1134を図示しない治具で把持することにより、レンズバレル110を確実に保持することができる。
ここで、本発明の一実施形態である結像調整方法を説明する。
以下説明する結像調整方法は、図1,図2を参照して説明した撮影モジュール100の結像調整方法である。具体的には、前面111と後面112とに開口した筒体であってこの筒体内部に撮影レンズ120が保持されたレンズバレル110と、レンズバレル110の外周面113との間に隙間300を持ってレンズバレル110の少なくとも後面112側外周を取り巻く円筒部131を有し、レンズバレル110の後面112に対面する位置に撮像素子141が固定された素子ホルダ130とを備えた撮影モジュール100の結像調整方法である。
まず、隙間300を利用して、レンズバレル110の素子ホルダ130に対する相対的な姿勢を調整することによりレンズバレル110に保持された撮影レンズ120による撮像素子141への結像を調整する。
次に、レンズバレル110を前記結像が調整された姿勢のまま素子ホルダ130に接着固定する。
以上で、結像調整方法についての説明を終了する。
本実施形態の撮影モジュール100は、素子ホルダ130にレンズバレル110が接着された構成であるものの、素子ホルダ130の円筒部131によって、レンズバレル110の外周面113が取り巻かれ、円筒部131が、レンズバレル110の前面111よりも前方に突出しているため、耐衝撃性に優れる。例えば、撮影モジュール100を対物側である先端から落下した際にレンズバレル110に衝撃が加わりにくい。
また、本実施形態の撮影モジュール100の組み立てにおいて、レンズバレル110と素子ホルダ130との接着にあたって、光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のためにレンズバレル110と素子ホルダ130とを相対的に移動させるとき、レンズバレル110の位置は、素子ホルダ130の円筒部131が取り巻く領域内に納まる。そのため、本実施形態の撮影モジュール100の光軸方向である矢印B方向に沿う寸法すなわち全長は、撮像素子141が実装された回路基板140が固定された素子ホルダ130の矢印B方向に沿う寸法に確定される。すなわち、本実施形態の撮影モジュール100は、撮影モジュール100の矢印B方向に沿う寸法が光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整に伴って変化することがなく予め確定されているので、例えば撮影モジュール100を携帯電子機器に組み込む場合、精密な構造を設計し易い。
ここで、一般に、撮影モジュールの表面に金属皮膜が形成されていると、この金属皮膜が電磁シールドとして機能し、電磁波などに起因するノイズの影響が抑制される。そして、このような金属皮膜は、例えば蒸着処理によって施すことができる。
本実施形態の撮影モジュール100は、素子ホルダ130の円筒部131によって、レンズバレル110の外周面113が取り巻かれており、回路基板140が固定された後面112側の外表面および円筒部131の外表面に金属皮膜160が形成されているため、その金属皮膜160によって、撮影モジュール100が実用に充分な程度に電磁シールドされる。従って、本実施形態の撮影モジュール100によれば、レンズバレル110には電磁シールドのための金属皮膜が形成されている必要がない。
以上で、本発明の一実施形態である撮影モジュール100についての説明を終了する。
次に、本発明の別の実施形態である撮影モジュール1000について図3を参照して説明する。
以下の別の実施形態の説明では、上述した実施形態における要素と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態との相違点についてのみ説明する。
図3は、本発明の別の実施形態である撮影モジュール1000の縦断面図である。
図3に示す撮影モジュール1000は、レンズバレル110と素子ホルダ1300とを備えている。
素子ホルダ1300は、円筒部131に、円筒部131を光軸に交わる方向に貫通した複数の貫通孔133を有する。尚、図3には1つの貫通孔133が示されているが、これら複数の貫通孔133は、例えば円周方向に沿って5つ設けられている。
また、素子ホルダ1300は、隙間300を利用して、素子ホルダ1300に対し相対的に、レンズバレル110に保持された撮影レンズ120による撮像素子141への結像が調整された姿勢で、レンズバレル110が接着されたものである。より詳細には、素子ホルダ1300にレンズバレル110が接着固定されることに先立ってレンズバレル110と素子ホルダ1300とを相対的に移動させて光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整を行う。このような調整後、レンズバレル110および素子ホルダ1300の位置関係を保持した状態で、貫通孔133から、例えば熱硬化タイプの接着剤310を隙間300に流し込み、素子ホルダ1300の外側から、隙間300の接着剤310に向けて熱を加え、接着剤310を硬化させる。このような工程を経ることによって、素子ホルダ1300とレンズバレル110とは、空中接着されている。従って、それらの調整の量に拘わらず、隙間300を利用して、レンズバレル110を素子ホルダ1300に確実に接着固定することができる。
以上で、本発明の別の実施形態である撮影モジュール1000についての説明を終了する。
次に、本発明のさらに別の実施形態である撮影モジュール200について図4を参照して説明する。
図4は、本発明のさらに別の実施形態である撮影モジュール200の縦断面図である。
図4に示す撮影モジュール200は、レンズバレル210と素子ホルダ230とを備えている。
レンズバレル210には、撮影レンズ220が保持されている。尚、この撮影レンズ220は4枚で構成されているが、図では1つのブロックとして簡略化して示している。このレンズバレル210は、対物側となる前面211と、結像側となる後面212と、前面211に接する拡径部分2131を有し前面211と後面212との間に挟まれた外周面213とを備え、前面211には対物側開口211aを有し、後面212には結像側開口212aを有した筒体である。拡径部分2131は、レンズバレル210を保持するため設けられているものであって、例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに拡径部分2131を図示しない治具で把持することにより、レンズバレル210を確実に保持することができる。また、レンズバレル210は、前面211に2つの凹部2111,2112を有する。この凹部2111,2112は、図示しない位置決め治具を嵌合させるためのものである。例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整のときなどに、凹部2111,2112に図示しない位置決め治具を嵌合させることにより、素子ホルダ230に対してレンズバレル210を確実に位置決めすることができる。
素子ホルダ230は、レンズバレル210の外周面213との間に隙間400を持ってレンズバレル210の少なくとも後面212側外周を取り巻く円筒部231を有する。ここでは、図4に示すように、この円筒部231が、レンズバレル210の前面211および拡径部分2131を除く外周を取り巻いている。より詳細には、素子ホルダ230の光軸方向である矢印C方向に沿う寸法が、レンズバレル210の矢印C方向に沿う寸法よりも短く、レンズバレル210の前面211および拡径部分2131が露出している。そのため、拡径部分2131を把持することができ、例えば光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整が容易である。
また、素子ホルダ230は、隙間400を利用して、素子ホルダ230に対し相対的に、レンズバレル210に保持された撮影レンズ220による撮像素子241への結像が調整された姿勢で、レンズバレル210が接着されたものである。より詳細には、レンズバレル210の、隙間400を形成する部分に、予め、例えば熱硬化タイプの接着剤410を塗布しておき、接着剤410が塗布されたレンズバレル210を素子ホルダ230に挿入し、素子ホルダ230にレンズバレル210が接着固定されることに先立ってレンズバレル210と素子ホルダ230とを相対的に移動させて光軸調整やバックフォーカス調整やアオリ調整を行う。このような調整後、素子ホルダ230の外側から、隙間400の接着剤310に向けて熱を加え、接着剤410を硬化させる。このような工程を経ることによって、素子ホルダ230とレンズバレル210とは、空中接着されている。従って、それらの調整の量に拘わらず、隙間400を利用して、レンズバレル210を素子ホルダ230に確実に接着固定することができる。
また、素子ホルダ230には、レンズバレル210の後面212に対面する位置に、撮像素子241が実装された回路基板240が固定されている。さらに、素子ホルダ230には、回路基板240とレンズバレル210の後面212との間に、撮像素子241への赤外線の入射を阻止する赤外カットフィルタ250も固定されている。
また、素子ホルダ230の外表面、すなわち回路基板240が固定された後面212側の外表面および円筒部231の外表面には、金属皮膜260が形成されている。この金属皮膜260は、例えば蒸着処理によって施され、本実施形態では、金属皮膜260の一例として、銅皮膜が形成された後にステンレス皮膜が形成されている。
以上説明したように構成された図4に示す撮影モジュール200は、素子ホルダ230の円筒部231によって、レンズバレル210の前面211および拡径部分2131を除く外周が取り巻かれており、回路基板240が固定された後面212側の外表面および円筒部231の外表面に金属皮膜260が形成されているため、拡径部分2131は露出しているものの、その金属皮膜260によって、撮影モジュール200がたいがい電磁シールドされる。
尚、上述した各実施形態では、本発明にいう撮影レンズが、4枚の撮影レンズからなるものである例を挙げて説明したが、本発明にいう撮影レンズは、これらに限られるものではなく、いかなる枚数の撮影レンズからなるものであってもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明にいうレンズバレルが、固定的に撮影レンズを保持するものである例を挙げて説明したが、本発明にいうレンズバレルは、これらに限られるものではなく、撮影レンズを光軸方向にピント調整用に移動させるアクチュエータを保持する構成のものであってもよい。
また、上述した各実施形態では、本発明にいう素子ホルダの筒部が円筒部である例を挙げて説明したが、本発明にいう素子ホルダの筒部は、これらに限られるものではなく、レンズバレル外周面との間に隙間を持ってそのレンズバレル外周面を取り巻くものであれば、例えば内周および/または外周が角筒形状を有する角筒部であってもよい。
100,200,1000 撮影モジュール
110,210 レンズバレル
111,211 前面
111a,211a 対物側開口
1111,1112,2111,2112 凹部
112,212 後面
112a,212a 結像側開口
113,213 外周面
1131,1132,1133,1134 一部分
2131 拡径部分2131
120,220 撮影レンズ
130,230,1300 素子ホルダ
131,231 円筒部
1311,1312,1313,1314 切欠
132 前面
133 貫通孔
140,240 回路基板
141,241 撮像素子
150,250 赤外カットフィルタ
160,260 金属皮膜
300,400 隙間
310,410 接着剤

Claims (7)

  1. 被写体光を撮影レンズを介して撮像素子に結像させる撮影モジュールにおいて、
    被写体側面と結像側面とに開口した筒体であって該筒体内部に撮影レンズを保持するレンズバレルと、
    前記レンズバレル外周面との間に隙間を持って該レンズバレル外周面を取り巻く筒部を有し、前記レンズバレルの結像側面に対面する位置に撮像素子が固定されるとともに該レンズバレルが固定された素子ホルダとを備えたことを特徴とする撮影モジュール。
  2. 前記レンズバレルが、前記隙間を利用して、前記素子ホルダに対し相対的に、該レンズバレルに保持された撮影レンズによる前記撮像素子への結像が調整された姿勢で該素子ホルダに接着されたものであることを特徴とする請求項1記載の撮影モジュール。
  3. 前記素子ホルダの筒部が、前記レンズバレルの被写体側面よりも前方に突出していることを特徴とする請求項1または2記載の撮影モジュール。
  4. 前記レンズバレルが、該レンズバレルの被写体側面に凹部を有するものであることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の撮影モジュール。
  5. 前記素子ホルダが、該素子ホルダの筒部に、前記レンズバレルの被写体側面に接する前記レンズバレル外周面の一部分を露出させる切欠を有するものであることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の撮影モジュール。
  6. 前記素子ホルダは、外表面に金属皮膜が形成されたものであることを特徴とする請求項3から5いずれか1項記載の撮影モジュール。
  7. 被写体側面と結像側面とに開口した筒体であって該筒体内部に撮影レンズを保持するレンズバレルと、前記レンズバレル外周面との間に隙間を持って該レンズバレル外周面を取り巻く筒部を有し、前記レンズバレルの結像側面に対面する位置に撮像素子が固定された素子ホルダとを備えた、被写体光を撮影レンズを介して撮像素子に結像させる撮影モジュールの結像調整方法であって、
    前記隙間を利用して、前記レンズバレルの前記素子ホルダに対する相対的な姿勢を調整することにより該レンズバレルに保持された撮影レンズによる前記撮像素子への結像を調整し、
    前記レンズバレルを前記結像が調整された姿勢のまま前記素子ホルダに接着固定することを特徴とする結像調整方法。
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