JP2018088016A - 撮像モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持板部31の片方の主面に対物レンズ32を固定した構造を有するレンズユニット33と、撮像素子14と、レンズユニット33及び撮像素子14を保持するホルダー20とを備え、ホルダー20は、レンズユニット33の支持板部31を保持するレンズ保持部21と、撮像素子14を保持する撮像素子保持部22とを有する一体のホルダーであり、ホルダー20は、レンズユニット33の支持板部31を対物側から突当て可能な突当て部21aを有し、突当て部21aよりも対物側に開口絞り12が配置され、開口絞り12の外周により遮光される範囲が、突当て部21aの内径よりも広くされており、ホルダー20は、撮像素子14の側面部に沿った形状の内枠部24を有する。
【選択図】図6
Description
特許文献1には、物体側の面から入射し、像面側の面で反射して外周面に入射し、その外周面で反射した光線が像面に入射しないように、外周面の厚み方向の少なくとも一部、または周方向の少なくとも一部を、撮影光軸に対して傾きをもつ非平行面にした光学素子が記載されている。
特許文献2には、有効径エリアの周囲の側面において光軸の方向に対して非垂直となる傾斜を有するフランジ部を具備する光学素子が記載されている。
前記対物レンズは、対物側の面がフラットであってもよい。
本明細書において、xy方向とは、光軸に垂直な方向であり、z方向とは、光軸方向を意味する。また、xy方向のうち、光軸を中心とする方向を、径方向という場合がある。本明細書では、x方向及びy方向を特に定義しないが、xy方向の中で直交する2方向を任意に選択することが可能である。
ホルダー20の寸法として、直径は例えば10mm以下、例えば1〜5mm程度が挙げられ、軸長(先端部21cから後端部22bまで)は例えば10mm以下、例えば1〜5mm程度が挙げられる。直径及び軸長を2mm以下とすることも可能である。
また、ホルダー20は、対物レンズ13(詳しくは外環部13b)を対物側から突当て可能な突当て部として、レンズ突当て部21aを有する。これにより、ホルダー20に対する対物レンズ13のz方向の位置合わせが容易になる。
レンズカバー11の先端面11aはフラットであり、撮像モジュール10を水中等の液中で使用する際にも、気中で使用する際にも、周囲媒体の屈折率変化に影響を受けることなく、結像することができる。このため、体液等の液中とガス等の気中の両方で使用しやすく、医療用にも好適である。レンズカバー11の材質は生体適合材料が望ましく、例えばガラスである。
なお、本明細書では、レンズカバー11、開口絞り12及び対物レンズ13を総称して、「対物側部材11〜13」ということがある。
撮像素子14の表面部14a側には、撮像素子14の受光部である撮像領域(図示せず)を有する。撮像領域は、外部光から画像信号を得る領域であり、例えば光電変換部を有する。撮像素子14の表面部14aの一部又は全部の領域は、外部光が撮像領域に到達可能な透光領域を有する。
撮像素子14の表面部14aには、撮像領域を保護するため、カバーガラス等の透光性の保護層が設けられてもよい。表面部14a(あるいはカバーガラス等)は反射防止(層、処理等)を施してもよいが、反射防止を省略すると、低価格化の点で好ましい。
ホルダー20がプラスチック(樹脂)製である場合、内枠部24がスリット部23により周方向に分断されているため、横方向から側面部14cに向けて作用する外力(内枠部24の内部に生じる応力)に対する耐久性が格段に向上する。
なお、突当てに際し、撮像素子突当て部22aと撮像素子14との間には、スペーサー15又は接着剤17が介在してもよく、スペーサー15を省略して撮像素子14を撮像素子突当て部22aに直接接触させてもよい。
対物レンズ13(または後述する第2実施形態のレンズユニット33)のロット間の仕上がりばらつき等により焦点距離のずれが生じた場合、スペーサー15の厚さや枚数(0枚も可)を調整することで焦点距離のずれをキャンセルすることができる。さらに開口部15aより外側に迷光が侵入した場合でも、スペーサー15に遮光性を持たせておくことで、意図しない光線を吸収させることができる。
撮像素子保持部22の内面に接着剤を塗布してから撮像素子14を挿入する場合との比較では、撮像素子保持部22に撮像素子14を挿入し、撮像素子突当て部22aに向けて撮像素子14を突き当てた状態で、接着剤17を注入して撮像素子14を固定することにより、接着剤17が撮像素子14の表面部14a上に漏れにくくなり、撮像素子14の表面部14a上に付着する接着剤17の厚さの変動によるz方向の誤差も低減することができる。
本実施形態において、第1実施形態の対物側部材11〜13に相当する構成は、レンズカバー11、開口絞り12及びレンズユニット33である。
対物レンズ32の外周部には、ホルダー20の内面(詳しくは絞り部25の内面)との間に隙間を保持する堤防部34を有する。レンズユニット33をレンズ保持部21に接着固定する際、図8に示すように、堤防部34に接する隙間に接着剤17が溜まるため、接着剤17が対物レンズ32の表面32bに広がることを防止することができる。
また、ホルダー20の対物側からのみ、対物側部材11〜13、レンズユニット33を挿入することにより、アセンブル工数を削減することができる。
また、ホルダー20に対する対物レンズ13,32の固定または位置決めが容易になるため、レンズ撮像モジュール10,30の細径化が容易になる。
また、レンズ突当て部21a(絞り部25)及び径拡大部26により、迷光によるフレアやゴーストが防止され、コントラストの低下を抑制することができる。
細径、低背なレンズユニットを用いてフレアやゴーストへの対策が可能になり、複雑な構造や部品点数が必要ないので、部材費やアセンブル工数が削減され、歩留りが向上され、撮像モジュール10,30の低価格化を図ることができる。
Claims (8)
- 支持板部の片方の主面に対物レンズを固定した構造を有するレンズユニットと、撮像素子と、前記レンズユニット及び前記撮像素子を保持するホルダーとを備え、
前記ホルダーは、前記レンズユニットの支持板部を保持するレンズ保持部と、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部とを有する一体のホルダーであり、
前記ホルダーは、前記レンズユニットの支持板部を対物側から突当て可能なレンズ突当て部を有し、前記レンズ突当て部よりも対物側に開口絞りが配置され、前記開口絞りの外周により遮光される範囲が、前記レンズ突当て部の内径よりも広くされており、
前記ホルダーは、前記撮像素子の側面部に沿った形状の内枠部を有することを特徴とする撮像モジュール。 - 前記ホルダーは、前記対物レンズと前記撮像素子との間で、レンズが配置されていない空間部に接する内面部に、前記撮像素子に向かって傾斜又は階段状に断面積が拡大する構造を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像モジュール。
- 前記ホルダーは、前記撮像素子を光軸方向に突当て可能な撮像素子突当て部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像モジュール。
- 前記対物レンズは、対物側の面がフラットであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像モジュール。
- 支持板部の片方の主面に対物レンズを固定した構造を有するレンズユニットと、撮像素子と、前記レンズユニット及び前記撮像素子を保持するホルダーとを備える撮像モジュールの製造方法であって、
前記ホルダーは、前記レンズユニットの支持板部を保持するレンズ保持部と、前記撮像素子を保持する撮像素子保持部とを有する一体のホルダーであり、
前記ホルダーは、前記レンズユニットの支持板部を対物側から突当て可能なレンズ突当て部を有し、前記レンズ突当て部よりも対物側に開口絞りが配置され、前記開口絞りの外周により遮光される範囲が、前記レンズ突当て部の内径よりも広くされており、
前記ホルダーは、前記撮像素子の側面部に沿った形状の内枠部を有し、
前記レンズ突当て部よりも対物側からのみ、前記レンズユニット、前記開口絞り及び前記対物レンズの対物側を覆うレンズカバーを挿入すること、及び、
前記撮像素子の側面部を前記内枠部に嵌合させることにより、前記撮像素子を光軸に垂直な方向に位置合わせすることを特徴とする撮像モジュールの製造方法。 - 前記ホルダーは、前記対物レンズと前記撮像素子との間で、レンズが配置されていない空間部に接する内面部に、前記撮像素子に向かって傾斜又は階段状に断面積が拡大する構造を有することを特徴とする請求項5に記載の撮像モジュールの製造方法。
- 前記ホルダーは、前記撮像素子を光軸方向に突当て可能な撮像素子突当て部を有し、
前記撮像素子突当て部に前記撮像素子を突き当てることにより、前記撮像素子を光軸方向に位置合わせすることを特徴とする請求項5又は6に記載の撮像モジュールの製造方法。 - 前記対物レンズは、対物側の面がフラットであることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の撮像モジュールの製造方法。
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