JP4082573B2 - Image sensor module - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、デジタルカメラやカメラ付きの携帯電話機などに組み込まれて使用されるイメージセンサモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のイメージセンサモジュールの一般的な基本構造は、イメージセンサチップが搭載されている基板上にハウジングを取り付け、かつこのハウジング内にレンズを保持させた構造とされている。上記レンズは、被写体からの光を集束させることによってこの被写体の像を上記イメージセンサチップ上に結像させる。上記イメージセンサチップは、光電変換機能を有しており、このイメージセンサチップ上に結ばれた像に対応した撮像画像の信号を出力することとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種のイメージセンサモジュールにおいて鮮明な撮像画像を得るには、ハウジング内におけるレンズの取り付け高さを所定の高さに正確に規定し、イメージセンサチップ上に結像する画像がいわゆるピンぼけ状態にならないように配慮する必要がある。ところが、従来においては、レンズをハウジング内において所定の高さに正確に規定するための簡易な構造の手段が提案されていない。したがって、従来においては、レンズの高さが不正確なことに起因して鮮明な撮像画像が得られなくなったり、あるいはレンズの高さを規定するための構造が複雑であることに起因してイメージセンサモジュールの製造コストが高価になるといった不具合を生じていた。
【０００４】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、簡易な構造によってレンズの高さを正確に規定することができ、もって鮮明な撮像が得られるとともに、全体の製造コストも低減することが可能なイメージセンサモジュールを提供することをその課題としている。
【０００５】
【発明の開示】
上記の課題を解決するために、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００６】
本願発明によって提供されるイメージセンサモジュールは、基板上に搭載されているイメージセンサチップと、上記基板上に取り付けられ、かつ上記イメージセンサチップよりも上方にレンズ保持用の段部を形成しているハウジングと、上記段部上に載せられ、かつ被写体の像を上記イメージセンサチップ上に結像させるためのレンズと、を備えているイメージセンサモジュールであって、上記レンズは、上面部全体がフラットであって、下面中央部に凸曲面状のレンズ面を備えている一方、上記ハウジングに取り付けられ、かつ中央部に上記レンズ面の領域よりも小径の開口部が形成されたレンズ押さえを備えており、上記レンズ押さえは、少なくともその一部分が弾性変形しているとともに、この弾性変形に基づく弾発力によって上記開口部周縁に形成された下向き凸部が上記レンズの上記フラットな上面部における上記下向き凸部の対向部分のみを押圧することにより、上記レンズを上記段部に押しつける構成とされており、かつ、上記ハウジングは、上記段部の下方に位置する追加の段部を有しているとともに、この追加の段部上に光学的フィルタが取り付けられていることを特徴としている。上記光学的フィルタとしては、たとえば赤外線遮断フィルタを利用することが可能であり、このフィルタによってノイズとなる光成分がイメージセンサチップに入射することを阻止し、撮像画像の質を高めるのにより好ましいものとなる。
【０００７】
このような構成によれば、上記レンズ押さえの弾性変形に基づく弾発力を利用して上記レンズを上記ハウジングの段部に押しつけるために、上記レンズを上記ハウジングの段部から浮き上がりなどを生じないように密接させることができる。したがって、上記ハウジングの段部を基準として、上記レンズの高さを所望の高さに正確に規定することが可能となる。その結果、上記イメージセンサチップ上にいわゆるピンぼけの無い、または少ない画像を結像させることができ、質の高い鮮明な撮像画像が得られることとなる。また、上記構成によれば、レンズ押さえ自体が上記レンズを押しつける弾発力を発揮するとともに、上記レンズが押しつけられる段部はハウジングに形成されているために、全体の部品点数が少なく、全体の構造を簡素にすることもできる。したがって、イメージセンサモジュールの製造コストを廉価にすることもできる。
【０００８】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズ押さえは、上記ハウジングの上面部に固定される第１の部分と、上記レンズの上面部に当接し、かつ上記開口部周縁からなる第２の部分とを有しており、かつこれら第１および第２の部分どうしの中間部分が、上記弾発力を発揮するように撓んでいる。このような構成によれば、上記レンズ押さえの中間部分の撓み変形により上記レンズを押しつける弾発力を発生させる簡易な構成であるために、上記レンズ押さえとしては、シンプルな形状のものに形成することが可能となる。したがって、製造コストの一層の低減化を図ることができる。また、上記レンズ押さえの小サイズ化も図ることができる。
【０００９】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズ押さえの第１の部分および上記ハウジングの上面部の一方には、凸部が形成されているとともに、他方には、上記凸部と嵌合する凹部が形成されている。このような構成によれば、上記凸部と凹部との嵌合により、上記レンズ押さえを上記ハウジングの所定箇所に正確に位置決めし、かつその位置ずれをも防止することが可能となる。
【００１１】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズの上部は、上記ハウジングの上面部よりも上方に突出している。このような構成によれば、上記レンズの上部と上記ハウジングの上面部との高低段差を利用して、上記レンズ押さえを強制的に弾性変形させることができ、強い弾発力を発生させたり、あるいは有効な弾発力を簡易な構造によって発生させるのに好適となる。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２の部分どうしの中間部分の上面部または下面部のいずれか一方には、上記中間部分の全体または一部の薄肉化を図る凹部が形成されている。このような構成によれば、上記中間部分の薄肉化により、この中間部分に優れた弾力性をもたせることができる。
【００１３】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記レンズとしては、第１および第２のレンズがあり、かつこれら第１および第２のレンズは、それらの周縁の互いに対向する面どうしが当接することにより上下厚み方向に重ね合わされているとともに、上記第２のレンズの上面中央部は、凹状のレンズ面として形成され、かつ上記第１のレンズの下面中央部は、上記第２のレンズの凹状のレンズ面との間に隙間を形成するようにして上記凹状部分に嵌入する凸状のレンズ面として形成されている。このような構成によれば、単一のレンズを用いる場合と比較して、収差を少なくし、かつ開口数を大きくすることが容易化され、歪みが少なく、かつ鮮明な撮像画像を得るのにより好ましいものとなる。また、上記第１および第２のレンズは、それらの厚み方向に全体のサイズが大きく嵩張らない構造に組み合わされており、イメージセンサモジュール全体の大型化を回避するのにも好ましい。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記第１および第２のレンズの互いに対向する面の一方には、凹部が形成されており、かつ他方には、上記凹部に嵌入することによって上記第１および第２のレンズの半径方向の位置ずれを阻止する凸部が形成されている。このような構成によれば、上記凹部と凸部との嵌合作用により、上記第１および第２のレンズの中心合わせおよび中心ずれの防止とを図ることができる。
【００１６】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本願発明に係るイメージセンサモジュールの一例を示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＸは、第１および第２のレンズＡ，Ｂと、ハウジング１と、レンズ押さえ２と、光学的フィルタ３と、イメージセンサチップ４と、基板５と、を備えている。
【００１９】
基板５は、絶縁基板であり、たとえば矩形の平板状である。イメージセンサチップ４は、ＣＣＤ型あるいはＭＯＳ型の固体撮像素子であり、基板５上に実装されている。図４に示すように、このイメージセンサチップ４は、光を受光するための受光部８と、複数の電極１０と、内部に造り込まれた光電変換部（図示略）とを有しており、受光部８で受けた光を上記光電変換部においてその受光量に対応した電荷に変換し、かつこの電荷を各電極１０から出力するように構成されている。各電極１０は、基板５の表面に形成された複数の導体パッド７とワイヤ９を介して接続されている。基板５の裏面には、各導体パッド７と配線パターン（図示略）を介して電気的に導通した複数の端子１１が設けられている。これら複数の端子１１を利用することによって、イメージセンサモジュールＸの全体を所望の位置へ面実装することが可能である。
【００２０】
ハウジング１は、たとえば合成樹脂製であり、イメージセンサチップ４の周囲を取り囲むように基板５上に組み付けられている。この組み付けは、たとえば紫外線硬化樹脂を含む接着剤を用いて上記両者を接着することによりなされている。このような手段によれば、紫外線照射によって接着剤を迅速に硬化させることができるために、組み付け作業の時間短縮を図るのに好適である。紫外線硬化樹脂を含む接着剤は、基板５とハウジング１とを接着させる場合に限らず、後述する種々の部材どうしの接着にも利用することができる。
【００２１】
ハウジング１は、その内部に第１および第２のレンズＡ，Ｂや光学的フィルタ３を収容するための収容空間部を形成しており、その内周壁には、第１および第２の段部１ａ，１ｂが形成されている。第１の段部１ａは、第１および第２のレンズＡ，Ｂを支持するための部分である。第２の段部１ｂは、光学的フィルタ３を支持するための部分であり、第１の段部１ａよりも下方に形成されている。光学的フィルタ３は、たとえば第１および第２のレンズＡ，Ｂを透過してきた光に含まれる赤外線をカットするものであり、ノイズの少ない鮮明な撮像画像を得るのに役立つ。
【００２２】
第１および第２のレンズＡ，Ｂは、略同一の直径を有する略円板状であり、被写体から進行してきた光を集束させることにより、イメージセンサチップ４の受光部８上に上記被写体の像を結像させる。図２に示すように、第１のレンズＡは、平凸レンズとして構成されており、上面Ａ４の全体がフラットであるのに対して、下面中央部のレンズ面Ａ１が凸状の曲面に形成されている。第２のレンズＢは、凹凸レンズとして構成されており、上面中央部のレンズ面Ｂ１は凹状の曲面に形成されているとともに、下面中央部のレンズ面Ｂ４は凸状の曲面に形成されている。第１のレンズＡの下面には、レンズ面Ａ１の周囲を取り囲む環状に形成された凹部Ａ２と、この凹部Ａ２の周囲を取り囲む平面部Ａ３とが形成されている。これに対し、第２のレンズＢの上面には、レンズ面Ｂ１の周囲を取り囲む環状に形成された凸部Ｂ２と、この凸部Ｂ２の周囲を取り囲む平面部Ｂ３とが形成されている。
【００２３】
第１および第２のレンズＡ，Ｂは、平面部Ａ３，Ｂ３どうしが互いに接触するようにして上下に重ね合わされている。図１に示すように、この重ね合わせにより、レンズ面Ａ１はレンズ面Ｂ１によって規定された凹状部分に一部嵌入しており、これらのレンズ面Ａ１，Ｂ１の間には隙間６が形成されている。凹部Ａ２には凸部Ｂ２が嵌入している。この嵌入によって第１および第２のレンズＡ，Ｂの中心合わせがなされているとともに、その中心ずれが阻止される。第１および第２のレンズＡ，Ｂは、ハウジング１内に収容され、かつ第１の段部１ａ上に載せられている。ただし、第１および第２のレンズＡ，Ｂの全体はハウジング１内に収容されておらず、第１のレンズＡの上部がハウジング１の上面部１９よりも適当な寸法Ｈだけ上方に突出した構成とされている。
【００２４】
レンズ押さえ２は、合成樹脂製であり、中央部に開口部２ａが形成された略円板状または略矩形板状である。このレンズ押さえ２は、その外周縁部２９ａ（本願発明でいう第１の部分の一例に相当する）が、ハウジング１の上面部１９に重ね合わされた状態でハウジング１に固定して取り付けられている。外周縁部２９ａの下面には、ハウジング１の上面部１９に形成された複数の凹部１ｄに嵌入する複数の凸部２ｃが突設されている。これらの嵌合によりハウジング１に対するレンズ押さえ２の位置決めが図られており、この位置決めが図られた状態でハウジング１とレンズ押さえ２とは接着剤を介して互いに接着されている。
【００２５】
レンズ押さえ２の内周縁部２９ｂ（本願発明でいう第２の部分の一例に相当する）は、第１のレンズＡの上面Ａ４に接触しており、第１および第２のレンズＡ，Ｂに対して下向きの押圧力Ｆを付与している。図３に示すように、レンズ押さえ２は、ハウジング１に取り付けられていない自然状態においては、内周縁部２９ｂと外周縁部２９ａとのそれぞれの下面は同一平面上にある。ところが、既述したように、第１のレンズＡの上面Ａ４はハウジング１の上面部１９よりも適当な寸法Ｈだけ上方に突出しているために、レンズ押さえ２がハウジング１に取り付けられた状態においては、内周縁部２９ｂと外周縁部２９ａとの中間部分２９ｃが弾性をもって撓む。この撓み変形に起因する弾発力（弾性復元力）が上記した押圧力Ｆとなる。
【００２６】
レンズ押さえ２の中間部分２９ｃの下面には、凹部２８が形成されており、この中間部分２９ｃの全体または一部の薄肉化が図られ、外周縁部２９ａよりも薄肉にされている。このことにより、中間部分２９ｃは、弾力性に富むものとなっており、この中間部分２９ｃを無理なく大きく撓ませて強く弾発力を得ることが可能となっている。レンズ押さえ２は、第１のレンズＡの上面Ａ４のうち、中央寄りの一定領域以外の箇所を覆っている。第１のレンズＡの上面Ａ４は、レンズ押さえ２の開口部２ａに対応する部分のみが上方に開放した状態にあり、このことによって被写体の結像に不必要な余分な光が第１および第２のレンズＡ，Ｂに入射することが抑制されている。
【００２７】
次に、イメージセンサモジュールＸの作用について説明する。
【００２８】
まず、このイメージセンサモジュールＸにおいては、レンズ押さえ２がその中間部分２９ｃの弾性変形に伴う押圧力Ｆを発生させており、この押圧力Ｆによって第１および第２のレンズＡ，Ｂが第１の段部１ａの上面に押さえつけられている。したがって、それら第１および第２のレンズＡ，Ｂについては、第１の段部１ａから不当に浮き上がるようなことが抑制され、この第１の段部１ａの上面高さを基準として、第１および第２のレンズＡ，Ｂの高さを所望の正確な高さに規定することが可能となる。第１の段部１ａの上面の高さとしては、この上面上に第１および第２のレンズＡ，Ｂを浮き上がりの無いように密接させたときにそれら第１およひ第２のレンズＡ，Ｂによって被写体の像をイメージセンサチップ４上に鮮明に結像させることが可能な高さに設定しておく。このことにより、第１および第２のレンズＡ，Ｂの高さを所望の高さに正確に規定することが可能となり、イメージセンサチップ４上には被写体の像を鮮明に結像させることができる。その結果、イメージセンサチップ４を介して得られる撮像画像を鮮明な質の高いものにすることができる。
【００２９】
結像用のレンズとしては、第１および第２のレンズＡ，Ｂが組み合わされたものを用いているために、単一のレンズを用いた場合と比較すると、収差を少なくし、かつ開口数を大きくすることが可能となり、歪みが少なく、かつ明るく鮮明な撮像画像を得るのにより好ましいものとなる。また、光学的フィルタ３によって赤外線がカットされること、およびレンズ押さえ２によって第１のレンズＡの上面Ａ４の中央寄り一定領域以外の箇所が覆われていることによっても、撮像画像の質が高められることとなる。
【００３０】
レンズ押さえ２は、その一部分が撓み変形を生じていることにより押圧力Ｆを発生させており、押圧力Ｆを発生させるための手段として、たとえばレンズ押さえ２とは別の弾性部材を用いるような必要はない。また、レンズ押さえ２は、絞り部材として役立つ機能をも兼備しており、絞り部材を別途設ける必要もない。このようなことから、このイメージセンサモジュールＸでは、全体の部品点数が少なく、かつ構造がシンプルなものとなっており、その製造コストを廉価にすることが可能である。
【００３１】
本願発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではない。
【００３２】
たとえば、図５に示すように、第１のレンズＡの上面Ａ４がハウジング１の上面部１９よりも低い高さにある場合、あるいは同一高さにある場合であっても、上面Ａ４に接触する内周縁部２９ｂと、ハウジング１の上面部１９に固定された外周縁部２９ａとの中間部分２９ｃが撓み変形を生じるように構成することは可能であり、その撓み変形に伴って発生する弾発力を利用して、第１のレンズＡを第１の段部１ａの上面に押しつけるようにしてもかまわない。
【００３３】
本願発明においては、レンズ押さえの具体的な形状はとくに限定されるものではなく、たとえばハウジングに外嵌可能な筒状部を備えたキャップ状に形成することもできる。また、レンズ押さえとしては、たとえば１または複数の押圧用のアームを有し、かつこの押圧用のアームが弾性変形を生じているとともに、その弾性変形に基づく弾発力によって結像用のレンズを所定方向に押圧するといった構成にすることも可能であり、レンズ押さえは略板状に形成されていなくてもかまわない。結像用のレンズとしては、単一のレンズを用いてもかまわない。その他、本願発明に係るイメージセンサモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るイメージセンサモジュールの一例を示す断面図である。
【図２】第１および第２のレンズの断面図である。
【図３】ハウジングに取り付ける前のレンズ押さえの状態を示す断面図である。
【図４】基板およびイメージセンサチップの一例を示す斜視図である。
【図５】本願発明に係るイメージセンサモジュールの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
１ａ 第１の段部
１ｂ 第２の段部（追加の段部）
１ｄ 凹部
２ レンズ押さえ
２ａ 開口部
２ｃ 突起
３ 光学的フィルタ
２９ａ 外周縁部（レンズ押さえの）
２９ｂ 内周縁部（レンズ押さえの）
２９ｃ 中間部分（レンズ押さえの）
Ａ 第１のレンズ
Ａ１ レンズ面（第１のレンズの）
Ａ２ 凹部（第１のレンズの）
Ａ４ 上面（第１のレンズの）
Ｂ 第２のレンズ
Ｂ１，Ｂ４ レンズ面（第２のレンズの）
Ｂ２ 凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image sensor module used by being incorporated in a digital camera, a mobile phone with a camera, or the like.
[0002]
[Prior art]
A general basic structure of a conventional image sensor module is a structure in which a housing is mounted on a substrate on which an image sensor chip is mounted, and a lens is held in the housing. The lens focuses the light from the subject to form an image of the subject on the image sensor chip. The image sensor chip has a photoelectric conversion function, and outputs a captured image signal corresponding to an image formed on the image sensor chip.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to obtain a clear captured image in this type of image sensor module, the mounting height of the lens in the housing is accurately defined to a predetermined height, and the image formed on the image sensor chip does not become so-called defocused. It is necessary to consider so. However, conventionally, no simple structure means has been proposed for accurately defining the lens at a predetermined height in the housing. Therefore, in the past, a sharp captured image could not be obtained due to an inaccurate lens height, or an image due to a complicated structure for defining the lens height. There has been a problem that the manufacturing cost of the sensor module is high.
[0004]
The present invention has been conceived under such circumstances, and the height of the lens can be accurately defined by a simple structure, so that clear imaging can be obtained and the entire manufacturing can be performed. An object of the present invention is to provide an image sensor module capable of reducing the cost.
[0005]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0006]
An image sensor module provided by the present invention includes an image sensor chip mounted on a substrate and a step for holding a lens above the image sensor chip and mounted on the substrate. An image sensor module comprising a housing and a lens that is mounted on the stepped portion and forms an image of a subject on the image sensor chip, wherein the entire upper surface of the lens is flat. And a lens presser having a convexly curved lens surface at the center of the lower surface and attached to the housing and having an opening having a smaller diameter than the region of the lens surface at the center. The lens retainer is elastically deformed at least in part, and is opened by the elastic force based on the elastic deformation. By the downward projections formed on the part periphery presses only opposite portions of the downwardly convex portion of the flat upper surface of the lens, which is configured to press against the said stepped portion of the lens, and the The housing has an additional step located below the step, and is characterized in that an optical filter is mounted on the additional step. As the optical filter, it is possible to use, for example, an infrared blocking filter, which is preferable for preventing the light component that becomes noise from entering the image sensor chip and improving the quality of the captured image. It becomes.
[0007]
According to such a configuration, since the lens is pressed against the step portion of the housing by using the elastic force based on the elastic deformation of the lens presser, the lens is not lifted from the step portion of the housing. Can be so close. Therefore, it is possible to accurately define the height of the lens to a desired height with reference to the stepped portion of the housing. As a result, a so-called defocused or small image can be formed on the image sensor chip, and a high-quality clear captured image can be obtained. Further, according to the above configuration, the lens presser itself exerts a resilient force to press the lens, and the step portion to which the lens is pressed is formed in the housing, so that the total number of parts is small and the entire The structure can also be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the image sensor module can be reduced.
[0008]
In a preferred embodiment of the present invention, the lens presser includes a first portion which is fixed to the upper surface of the housing, and abuts the upper surface of the lens, and the second consisting of the opening peripheral edge And an intermediate portion between the first and second portions is bent so as to exert the elastic force. According to such a structure, since it is a simple structure which generates the elastic force which presses the said lens by the bending deformation of the intermediate part of the above-mentioned lens press, the above-mentioned lens press is formed in a simple shape. It becomes possible. Therefore, the manufacturing cost can be further reduced. In addition, the size of the lens holder can be reduced.
[0009]
In a preferred embodiment of the present invention, a convex portion is formed on one of the first portion of the lens retainer and the upper surface portion of the housing, and the concave portion fitted to the convex portion is formed on the other side. Is formed. According to such a configuration, it is possible to accurately position the lens presser at a predetermined position of the housing and to prevent the displacement thereof by fitting the convex portion and the concave portion.
[0011]
In a preferred embodiment of the present invention, the upper portion of the lens protrudes above the upper surface portion of the housing. According to such a configuration, the lens presser can be forcibly elastically deformed using a height difference between the upper portion of the lens and the upper surface portion of the housing, and a strong elasticity can be generated. Or it becomes suitable for generating an effective elastic force with a simple structure.
[0012]
In a preferred embodiment of the present invention, a recess for reducing the thickness of the whole or a part of the intermediate portion is formed on either the upper surface portion or the lower surface portion of the intermediate portion between the first and second portions. Is formed. According to such a configuration, the intermediate portion can be provided with excellent elasticity by thinning the intermediate portion.
[0013]
In a preferred embodiment of the present invention, the lens includes a first lens and a second lens, and the first and second lenses are brought into contact with each other at their peripheral surfaces. The second lens is overlapped in the thickness direction, the upper surface central portion of the second lens is formed as a concave lens surface, and the lower surface central portion of the first lens is a concave lens of the second lens. It is formed as a convex lens surface that fits into the concave portion so as to form a gap with the surface. According to such a configuration, it is easier to reduce aberration and increase the numerical aperture than in the case of using a single lens, and to obtain a clear captured image with less distortion. This is preferable. In addition, the first and second lenses are combined in a structure in which the overall size is not large and bulky in the thickness direction, and it is also preferable to avoid an increase in the size of the entire image sensor module.
[0014]
In a preferred embodiment of the present invention, a concave portion is formed on one of the mutually opposing surfaces of the first and second lenses, and the other is formed by fitting the concave portion into the concave portion. And the convex part which prevents the position shift of the radial direction of the 2nd lens is formed. According to such a configuration, the centering of the first and second lenses and the prevention of center deviation can be achieved by the fitting action of the concave portion and the convex portion.
[0016]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows an example of an image sensor module according to the present invention. The image sensor module X of the present embodiment includes first and second lenses A and B, a housing 1, a lens holder 2, an optical filter 3, an image sensor chip 4, and a substrate 5. Yes.
[0019]
The substrate 5 is an insulating substrate and has, for example, a rectangular flat plate shape. The image sensor chip 4 is a CCD type or MOS type solid-state imaging device, and is mounted on a substrate 5. As shown in FIG. 4, the image sensor chip 4 includes a light receiving portion 8 for receiving light, a plurality of electrodes 10, and a photoelectric conversion portion (not shown) built therein. The light received by the light receiving unit 8 is converted into a charge corresponding to the amount of light received by the photoelectric conversion unit, and the charge is output from each electrode 10. Each electrode 10 is connected to a plurality of conductor pads 7 formed on the surface of the substrate 5 through wires 9. On the back surface of the substrate 5, a plurality of terminals 11 that are electrically connected to each conductor pad 7 via a wiring pattern (not shown) are provided. By using the plurality of terminals 11, the entire image sensor module X can be surface-mounted at a desired position.
[0020]
The housing 1 is made of, for example, a synthetic resin, and is assembled on the substrate 5 so as to surround the periphery of the image sensor chip 4. This assembly is performed, for example, by adhering the two using an adhesive containing an ultraviolet curable resin. According to such means, the adhesive can be quickly cured by irradiation with ultraviolet rays, and therefore, it is suitable for shortening the assembling time. The adhesive containing the ultraviolet curable resin is not limited to the case where the substrate 5 and the housing 1 are bonded, but can be used for bonding various members described later.
[0021]
The housing 1 has an accommodating space for accommodating the first and second lenses A and B and the optical filter 3 therein, and the first and second step portions are formed on the inner peripheral wall thereof. 1a and 1b are formed. The first step 1a is a part for supporting the first and second lenses A and B. The second step portion 1b is a portion for supporting the optical filter 3, and is formed below the first step portion 1a. The optical filter 3 cuts infrared rays contained in light transmitted through the first and second lenses A and B, for example, and is useful for obtaining a clear captured image with little noise.
[0022]
The first and second lenses A and B have a substantially disc shape having substantially the same diameter, and focus the light traveling from the subject so that the subject is placed on the light receiving unit 8 of the image sensor chip 4. Form an image. As shown in FIG. 2, the first lens A is configured as a plano-convex lens, and the entire upper surface A4 is flat, whereas the lens surface A1 at the center of the lower surface is formed into a convex curved surface. ing. The second lens B is configured as a concave-convex lens. The lens surface B1 at the center of the upper surface is formed as a concave curved surface, and the lens surface B4 at the center of the lower surface is formed as a convex curved surface. . On the lower surface of the first lens A, an annular recess A2 that surrounds the periphery of the lens surface A1 and a flat surface portion A3 that surrounds the periphery of the recess A2 are formed. On the other hand, on the upper surface of the second lens B, a convex portion B2 formed in an annular shape surrounding the periphery of the lens surface B1 and a flat portion B3 surrounding the periphery of the convex portion B2 are formed.
[0023]
The first and second lenses A and B are stacked one above the other so that the flat portions A3 and B3 are in contact with each other. As shown in FIG. 1, the lens surface A1 is partially inserted into the concave portion defined by the lens surface B1 by this superposition, and a gap 6 is formed between these lens surfaces A1 and B1. Yes. A convex portion B2 is fitted in the concave portion A2. With this insertion, the first and second lenses A and B are centered and the center deviation is prevented. The first and second lenses A and B are accommodated in the housing 1 and placed on the first step portion 1a. However, the entire first and second lenses A and B are not accommodated in the housing 1, and the upper portion of the first lens A protrudes upward by an appropriate dimension H from the upper surface portion 19 of the housing 1. It is configured.
[0024]
The lens retainer 2 is made of synthetic resin and has a substantially disk shape or a substantially rectangular plate shape with an opening 2a formed at the center. The lens retainer 2 is fixedly attached to the housing 1 with its outer peripheral edge portion 29a (corresponding to an example of the first portion referred to in the present invention) being superimposed on the upper surface portion 19 of the housing 1. . On the lower surface of the outer peripheral edge portion 29 a, a plurality of convex portions 2 c that project into the plurality of concave portions 1 d formed on the upper surface portion 19 of the housing 1 are projected. With these fittings, the lens holder 2 is positioned with respect to the housing 1, and the housing 1 and the lens holder 2 are bonded to each other with an adhesive in a state where the positioning is achieved.
[0025]
An inner peripheral edge 29b (corresponding to an example of the second portion in the present invention) of the lens retainer 2 is in contact with the upper surface A4 of the first lens A, and is in contact with the first and second lenses A and B. On the other hand, a downward pressing force F is applied. As shown in FIG. 3, in the natural state where the lens presser 2 is not attached to the housing 1, the lower surfaces of the inner peripheral edge portion 29b and the outer peripheral edge portion 29a are on the same plane. However, as described above, since the upper surface A4 of the first lens A protrudes upward by an appropriate dimension H from the upper surface portion 19 of the housing 1, the lens holder 2 is attached to the housing 1. The intermediate portion 29c between the inner peripheral edge portion 29b and the outer peripheral edge portion 29a bends with elasticity. The elastic force (elastic restoring force) resulting from this bending deformation becomes the pressing force F described above.
[0026]
A concave portion 28 is formed on the lower surface of the intermediate portion 29c of the lens holder 2, and the whole or a part of the intermediate portion 29c is thinned to be thinner than the outer peripheral edge portion 29a. As a result, the intermediate portion 29c is rich in elasticity, and the intermediate portion 29c can be greatly bent without difficulty to obtain a strong elasticity. The lens presser 2 covers a portion of the upper surface A4 of the first lens A other than the fixed region near the center. The upper surface A4 of the first lens A is in a state in which only the portion corresponding to the opening 2a of the lens retainer 2 is opened upward, whereby extra light unnecessary for subject image formation is first and second. 2 is suppressed from entering the lenses A and B.
[0027]
Next, the operation of the image sensor module X will be described.
[0028]
First, in the image sensor module X, the lens holder 2 generates a pressing force F accompanying the elastic deformation of the intermediate portion 29c, and the first and second lenses A and B are caused to move to the first by the pressing force F. Is pressed against the upper surface of the step portion 1a. Accordingly, the first and second lenses A and B are restrained from unreasonably floating from the first step portion 1a, and the first surface portion 1a is defined based on the height of the upper surface of the first step portion 1a. In addition, the height of the second lenses A and B can be defined to a desired accurate height. The height of the upper surface of the first step portion 1a is such that the first and second lenses A and B when the first and second lenses A and B are brought into close contact with each other so as not to lift. , B is set to a height at which a subject image can be clearly formed on the image sensor chip 4. This makes it possible to accurately define the heights of the first and second lenses A and B to a desired height, and a subject image can be clearly formed on the image sensor chip 4. it can. As a result, a captured image obtained via the image sensor chip 4 can be made clear and of high quality.
[0029]
As a lens for image formation, a combination of the first and second lenses A and B is used, so that the aberration is reduced and the numerical aperture is smaller than when a single lens is used. It is preferable to obtain a bright and clear captured image with little distortion. The quality of the picked-up image is also improved by the fact that the infrared rays are cut by the optical filter 3 and that the lens holder 2 covers portions other than the fixed region near the center of the upper surface A4 of the first lens A. Will be.
[0030]
The lens presser 2 generates a pressing force F due to a part thereof being bent and deformed, and, for example, an elastic member different from the lens presser 2 is used as a means for generating the pressing force F. There is no need. The lens retainer 2 also has a function useful as a diaphragm member, and it is not necessary to provide a diaphragm member separately. For this reason, the image sensor module X has a small number of parts and a simple structure, and the manufacturing cost can be reduced.
[0031]
The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment.
[0032]
For example, as shown in FIG. 5, even when the upper surface A4 of the first lens A is at a lower height than the upper surface portion 19 of the housing 1 or at the same height, it contacts the upper surface A4. An intermediate portion 29c between the inner peripheral edge portion 29b and the outer peripheral edge portion 29a fixed to the upper surface portion 19 of the housing 1 can be configured to bend and deform, and the elastic force generated along with the bent deformation is generated. You may make it press the 1st lens A against the upper surface of the 1st step part 1a using force.
[0033]
In the present invention, the specific shape of the lens holder is not particularly limited, and for example, it can be formed in a cap shape having a cylindrical portion that can be fitted onto the housing. Further, as the lens presser, for example, it has one or a plurality of pressing arms, and the pressing arms are elastically deformed, and an imaging lens is formed by the elastic force based on the elastic deformation. It is also possible to employ a configuration in which the lens is pressed in a predetermined direction, and the lens press does not have to be formed in a substantially plate shape. A single lens may be used as the imaging lens. In addition, the specific configuration of each part of the image sensor module according to the present invention can be varied in design in various ways.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an image sensor module according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of first and second lenses.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state of a lens press before being attached to a housing.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a substrate and an image sensor chip.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the image sensor module according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 1a 1st step part 1b 2nd step part (additional step part)
1d Concave part 2 Lens holder 2a Opening part 2c Projection 3 Optical filter 29a Outer peripheral edge part (for lens holder)
29b Inner peripheral edge (for lens holding)
29c Middle part (for lens holder)
A First lens A1 Lens surface (of the first lens)
A2 Concavity (of the first lens)
A4 Top surface (of the first lens)
B Second lens B1, B4 Lens surface (of the second lens)
B2 Convex

Claims (7)

基板上に搭載されているイメージセンサチップと、上記基板上に取り付けられ、かつ上記イメージセンサチップよりも上方にレンズ保持用の段部を形成しているハウジングと、上記段部上に載せられ、かつ被写体の像を上記イメージセンサチップ上に結像させるためのレンズと、を備えているイメージセンサモジュールであって、
上記レンズは、上面部全体がフラットであって、下面中央部に凸曲面状のレンズ面を備えている一方、
上記ハウジングに取り付けられ、かつ中央部に上記レンズ面の領域よりも小径の開口部が形成されたレンズ押さえを備えており、
上記レンズ押さえは、少なくともその一部分が弾性変形しているとともに、この弾性変形に基づく弾発力によって上記開口部周縁に形成された下向き凸部が上記レンズの上記フラットな上面部における上記下向き凸部の対向部分のみを押圧することにより、上記レンズを上記段部に押しつける構成とされており、かつ、
上記ハウジングは、上記段部の下方に位置する追加の段部を有しているとともに、この追加の段部上に光学的フィルタが取り付けられていることを特徴とする、イメージセンサモジュール。An image sensor chip mounted on a substrate, a housing attached on the substrate and forming a lens holding step above the image sensor chip, and mounted on the step. And an image sensor module comprising a lens for forming an image of a subject on the image sensor chip,
The lens has a flat upper surface and a convex curved lens surface at the center of the lower surface.
A lens holder attached to the housing and having an opening having a smaller diameter than the area of the lens surface at the center;
At least a part of the lens holder is elastically deformed, and the downward convex portion formed on the peripheral edge of the opening by the elastic force based on the elastic deformation is the downward convex portion on the flat upper surface portion of the lens. by pressing only portion facing are configured to press against the said stepped portion of the lens, and,
The image sensor module according to claim 1, wherein the housing has an additional step portion positioned below the step portion, and an optical filter is mounted on the additional step portion. 上記レンズ押さえは、上記ハウジングの上面部に固定される第１の部分と、上記レンズの上面部に当接し、かつ上記開口部周縁からなる第２の部分とを有しており、かつこれら第１および第２の部分どうしの中間部分が、上記弾発力を発揮するように撓んでいる、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。  The lens retainer has a first portion fixed to the upper surface portion of the housing, and a second portion that is in contact with the upper surface portion of the lens and includes the periphery of the opening. The image sensor module according to claim 1, wherein an intermediate part between the first part and the second part is bent so as to exert the elastic force. 上記レンズ押さえの第１の部分および上記ハウジングの上面部の一方には、凸部が形成されているとともに、他方には、上記凸部と嵌合する凹部が形成されている、請求項２に記載のイメージセンサモジュール。  The convex portion is formed on one of the first portion of the lens pressing member and the upper surface portion of the housing, and the concave portion that fits the convex portion is formed on the other. The image sensor module described. 上記レンズの上部は、上記ハウジングの上面部よりも上方に突出している、請求項２または３のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。  The image sensor module according to claim 2, wherein an upper portion of the lens protrudes upward from an upper surface portion of the housing. 上記第１および第２の部分どうしの中間部分の上面部または下面部のいずれか一方には、上記中間部分の全体または一部の薄肉化を図る凹部が形成されている、請求項２ないし４のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。  5. A recess for reducing the thickness of the whole or a part of the intermediate portion is formed on either the upper surface portion or the lower surface portion of the intermediate portion between the first and second portions. The image sensor module according to any one of the above. 上記レンズとしては、第１および第２のレンズがあり、かつこれら第１および第２のレンズは、それらの周縁の互いに対向する面どうしが当接することにより上下厚み方向に重ね合わされているとともに、上記第２のレンズの上面中央部は、凹状のレンズ面として形成され、かつ上記第１のレンズの下面中央部は、上記第２のレンズの凹状のレンズ面との間に隙間を形成するようにして上記凹状部分に嵌入する凸状のレンズ面として形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。  As the lens, there are a first lens and a second lens, and these first and second lenses are overlapped in the vertical thickness direction by contacting the mutually opposing surfaces of their peripheral edges, The upper surface center portion of the second lens is formed as a concave lens surface, and the lower surface center portion of the first lens forms a gap with the concave lens surface of the second lens. The image sensor module according to claim 1, wherein the image sensor module is formed as a convex lens surface that fits into the concave portion. 上記第１および第２のレンズの互いに対向する面の一方には、凹部が形成されており、かつ他方には、上記凹部に嵌入することによって上記第１および第２のレンズの半径方向の位置ずれを阻止する凸部が形成されている、請求項６に記載のイメージセンサモジュール。  A concave portion is formed in one of the mutually opposing surfaces of the first and second lenses, and the other is positioned in the radial direction of the first and second lenses by being fitted into the concave portion. The image sensor module according to claim 6, wherein a convex portion that prevents displacement is formed.
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