JP4324623B2 - 固体撮像装置およびそれを備えた電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、固体撮像装置並びに電子機器に関するものである。
従来、携帯電話等に使用される撮像用のカメラモジュール（固体撮像装置）は、固体撮像素子（ＣＣＤ（charge-coupled device）またはＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）センサーＩＣ（integrated circuits）），赤外線フィルタ，および端子を有する配線基板と、レンズと、レンズを保持するレンズ保持具とが一体となった構成である。
このようなカメラモジュールでは、（ａ）固体撮像素子の撮像面の光学的な中心と、レンズの光学的な中心とが一致していること、および、（ｂ）その撮像面のなす平面と、レンズの光軸とが直交することの２つの条件を満たすことが重要である。
固体撮像素子に対するレンズの位置合わせ精度が悪いと、これらの条件が満たされない。その結果、ピントが合わない、または、固体撮像素子が認識する画像が暗いなどの問題が生じる。
そこで、カメラモジュールの製造の最終出荷時に、これらの条件を満たすように、レンズ位置の調整が行われる。このレンズ位置の調整では、レンズの中心から固体撮像素子の撮像面までの距離（焦点距離）が、レンズの結像距離に調整される。
しかし、光学調整工程には、高額な設備投資および作業人員の確保が必要となる。しかも、光学調整には熟練を要することから、充分な作業時間も必要であった。
さらに、光学調整を行うためには、レンズホルダに光学調整用の構成を備える必要があるため、従来のカメラモジュールは、構造的に小型化することが困難となる。しかも、レンズホルダが機構部品から構成されていると、大量生産も困難となる。その上、材料費など生産コストに占める割合が高くなり、生産コストのアップをもたらしていた。
特許文献１には、図１１に示すように、光学調整を簡単に行うことができるカメラモジュールが開示されている。このカメラモジュールでは、レンズ２１１を保持するレンズホルダ２０１と、固体撮像素子２２４の上面に高精度に配置したガラス板２２６とを接触させるとともに、レンズホルダ２０１と配線基板２２１とを、接着剤２２７で接着している。これによって、レンズ２１１と固体撮像素子２２４との間の光学距離（焦点距離）と、レンズの結像距離とを一致させている。このため、この構成では、光学調整工程が不要である。
しかしながら、この構成では、配線基板２２１上に画像処理装置２２２、固体撮像素子２２４及びガラス板２２６を積み重ね、更に、ガラス板２２６にレンズホルダ２０１を接着する。つまり、レンズホルダ２０１と配線基板２２１とが、接着剤２２７のみによって接着される。このため、レンズ保持具に加えられた衝撃により、レンズホルダ２０１と配線基板２２１との位置ズレが生じたり、固体撮像素子２２４及び画像処理装置２２２等が損なわれたりする問題がある。
そこで、特許文献２および３には、この問題を解決する固体撮像装置が開示されている。この固体撮像装置は、透光性蓋体の一部または全部を露出させて、固体撮像素子をおよび透光性蓋体を樹脂により封止する封止部を有し、透光性蓋体の封止部からの露出部分に、光学部材を保持する保持体を接触させることによって、光路画定器を撮像部に固定する構成となっている。
特開２００４−３０１９３８号公報（２００４年１０月２８日公開） 特開２００６−２７９５３３号公報（２００６年１０月１２日公開） 特開２００６−２８７５３３号公報（２００６年１０月１９日公開）
しかしながら、特許文献２および３には、透光性蓋部に、撮像に不要な外部からの光を遮断する構成が開示されていない。このため、不要な外部からの光が、透光性蓋部に入り込んでしまう。その結果、撮像した画像全体がぼやけたり、画像にスミア（画面の縦に入る輝線）が発生したり、画像にグロア（画面の一部がぼやっと明るくなる）が発生するなどの不具合が生じる。このため、適切なカメラ機能を実現することができない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、透光性蓋部への不要な光を遮断することによって、適切なカメラ機能を実現する固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供することにある。
本発明の固体撮像装置は、上記の課題を解決するために、外部の光を固体撮像素子の受光面に導くレンズと、そのレンズを内部に保持するレンズホルダとを備えた光学ユニット、および、固体撮像素子と、固体撮像素子の受光面に対向するとともに、固体撮像素子との間に間隔を有するように配置された透光性蓋部とを備えた撮像ユニットを備えた固体撮像装置であって、レンズホルダが、透光性蓋部の外周部全域と嵌合するようになっていることを特徴としている。
上記の発明によれば、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合するため、透光性蓋部の外縁の全域が、レンズホルダに覆われる。これにより、不要な外部からの光が、透光性蓋部の外縁（側面）から入り込むのを防ぐことができる。従って、不要な外部からの光によって撮像した画像全体がぼやけることなく、適切なカメラ機能を実現することができる。
また、上記の発明によれば、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合することによって、光学ユニットと撮像ユニットとが互いに着脱可能に固定される。これにより、光学ユニットと撮像ユニットとの着脱および故障したユニットの交換が、容易となる。
本発明の固体撮像装置では、撮像ユニットは、透光性蓋部におけるレンズホルダとの嵌合部が封止されないように、樹脂封止する封止部を備え、レンズホルダと、封止部とが互いに接触した状態で、レンズホルダと透光性蓋部とが互いに嵌合するようになっていることが好ましい。
上記の発明によれば、撮像ユニットが封止部を備えるため、撮像ユニットがＣＳＰ構造となる。これにより、撮像ユニットをより薄型化することができる。
また、上記の発明によれば、レンズホルダと封止部とが接触状態で、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合する。これにより、封止部とレンズホルダとの間には隙間が形成されないため、その隙間から透光性蓋部に外部の光が入り込まない。従って、不要な外部からの光が、透光性蓋部の外縁（側面）から入り込むのを確実に防ぐことができる。
本発明の固体撮像装置では、上記封止部は、撮像ユニットに加え、レンズユニットも封止するようになっていてもよい。
上記の発明によれば、封止部によって、光学ユニットと撮像ユニットとが、一括して樹脂封止される。これにより、光学ユニットと撮像ユニットとが、封止部により一体化される。従って、固体撮像装置の耐衝撃性および耐環境性を向上させることができる。
本発明の固体撮像装置では、レンズおよびレンズホルダが、いずれも樹脂からなることが好ましい。
上記の発明によれば、レンズおよびレンズホルダが、いずれも樹脂からなるため、レンズユニットを一体成形することができる。例えば、レンズユニットの形状となるように加工された金型を用いて、レンズユニットを製造することができる。また、レンズユニットを一体成形とすることによって、固体撮像装置の耐衝撃性および耐環境性を向上させることができる。
本発明の固体撮像装置では、光学ユニットは、レンズホルダに固定された押圧部材と、その押圧部材を支持する支持部とを備え、光学ユニットを撮像ユニットに固定したときに、押圧部材がレンズホルダを透光性蓋部に押圧することにより、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合するようになっていることが好ましい。
上記の発明によれば、レンズホルダに固定された押圧部材と、その押圧部材を支持する支持部とを備えている。しかも、押圧部材は、光学ユニットと撮像ユニットとを固定したときに、レンズホルダを透光性蓋部に押圧し、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合するようになっている。これにより、光学ユニットを撮像ユニットに強固に固定することができる。さらに、外部からの衝撃を押圧部材が吸収するため、衝撃から固体撮像装置を保護することができる。
本発明の固体撮像装置では、上記押圧部材は、開口を有していてもよい。
上記の発明によれば、光学ユニットが、開口を有する押圧部材を備えることになる。本発明の固体撮像装置では、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合することによって、透光性蓋部への不要な光を遮断している。このため、開口を有する押圧部材を適用しても、透光性蓋部には、不要な外部からの光が入り込まない。従って、押圧部材の形状および材料などの制約を緩和することができる。
なお、特許文献２および３の固体撮像装置は、透光性蓋部への不要な光を遮断する構成を備えていないため、開口を有する押圧部材を適用することはできない。
本発明の電子機器は、前記いずれかの固体撮像装置を備えている。
上記の発明によれば、本発明の固体撮像装置を備えるため、不要な外部からの光を遮断することによって、適切なカメラ機能を実現できる電子機器を提供することができる。
本発明の固体撮像装置および光学ユニットは、以上のように、レンズホルダが、透光性蓋部の外周部全域と嵌合するようになっている構成である。これにより、不要な外部からの光が、透光性蓋部の外縁（側面）から入り込むのを防ぐことができる。従って、不要な外部からの光によって撮像した画像全体がぼやけることなく、適切なカメラ機能を実現することができるという効果を奏する。
以下、本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明する。
本発明の固体撮像装置は、カメラ付き携帯電話，ディジタルスチルカメラ，セキュリティカメラなどの撮影可能な電子機器に好適である。本実施形態では、カメラ付き携帯電話機に適用されるカメラモジュール（固体撮像装置）について説明する。
図１は、本実施形態のカメラモジュール１００ａの断面図である。カメラモジュール１００ａは、レンズユニット（光学ユニット）１ａと、撮像ユニット２ａとを組み合わせて製造されたものであり、レンズユニット１ａが撮像ユニット２ａに搭載された構成となっている。以下の説明では、便宜上、レンズユニット１ａ側を上方、撮像ユニット２ａ側を下方とする。
＜レンズユニット１ａ＞
まず、レンズユニット１ａについて説明する。図２は、レンズユニット１ａの断面図である。図３（ａ）はレンズユニット１ａの外観の斜視図、図３（ｂ）はレンズユニット１ａの上面図である。図４（ａ）は、図３（ａ）のレンズユニット１ａの上下（表裏）を逆にしたときの外観を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、レンズユニット１ａの裏面図である。
レンズユニット１ａは、被写体像を形成する撮影光学系（光学構造体）である。つまり、レンズユニット１ａは、外部からの光を撮像ユニット２ａの受光面（撮像面）へ導くための光路画定器である。
レンズユニット１ａは、図２に示すように、レンズ１１，およびレンズホルダ１２から構成される。
レンズホルダ１２は、内部にレンズ１１を保持（支持）するための枠体であり、レンズ１１はレンズホルダ１２の中央上方に配置される。また、レンズホルダ１２は、レンズユニット１ａを撮像ユニット２ａ上の適切な位置に配置するための役割も果たす。レンズホルダ１２は、中空（筒状）の部材であり、その内部にレンズ１１が保持される。このため、レンズ１１から固体撮像素子２４の受光面までの光路は確保される。
レンズホルダ１２は、図３（ａ）に示すように、上部中央にレンズ１１が配置される鏡筒部１２ａと、レンズユニット１ａを撮像ユニット２ａ上の適切な位置に配置するための位置合わせ部１２ｂとから構成される。
鏡筒部１２ａは、レンズユニット１ａの胴体部とも言え、位置合わせ部１２ｂは、レンズユニット１ａの鍔部（フランジ）とも言える。
位置合わせ部１２ｂは、鏡筒部１２ａよりも外径が大きくなっている。また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、位置合わせ部１２ｂには、開口１２ｄが形成されている。この開口１２ｄは、撮像ユニット２ａ上のレンズユニット１ａが配置されるべき領域に、嵌合する形状である。このため、後述のように、この開口１２ｄによって、レンズユニット１ａは、撮像ユニット２ａの適切な位置に、確実に搭載される。このように、開口１２ｄは、レンズユニット１ａにおける撮像ユニット２ａとの位置合わせ機能を果たす。
なお、レンズホルダ１２は、後述するように、撮像ユニット２ａが備える透光性蓋部２６の外周部全域と嵌合するようになっている。
＜撮像ユニット２ａ＞
次に、撮像ユニット２ａについて説明する。
撮像ユニット２ａは、レンズユニット１ａによって形成される被写体像を、電気信号に変換する撮像部である。つまり、撮像ユニット２ａは、レンズユニット１ａから入射された入射光を光電変換するセンサデバイスである。
撮像ユニット２ａは、図１に示すように、配線基板２１上に、ＤＳＰ（digital signal processor）２２，スペーサ２３，固体撮像素子２４，接着部２５，および透光性蓋部２６を備え、これらが配線基板２１上に積層された構造である。また、配線基板２１の表面（ＤＳＰ２２等が実装される面）には、端子２１ａが形成されている。端子２１ａは、ＤＳＰ２２および固体撮像素子２４のそれぞれに、ワイヤ２７を介して電気的に接続されている。そして、本実施形態のカメラモジュール１００ａでは、撮像ユニット２ａは、これら配線基板２１上に形成された各部材が、モールド樹脂からなる封止部２８によって封止された構成（樹脂封止）となっている。ただし、封止部２８は、透光性蓋部２６の表面が露出するように、これらの部材を封止する。
以下、撮像ユニット２ａを構成する各部材について、詳細に説明する。
配線基板２１は、図示しないパターニングされた配線を有する基板である。配線基板２１は、例えば、プリント基板，またはセラミック基板などである。配線基板２１の表面にはワイヤボンド用の端子２１ａが、裏面には、外部接続用の電極２１ｂが、それぞれ形成されている。端子２１ａと電極２１ｂとは、互いに電気的に接続される。
端子２１ａは、配線基板２１の中央部に積層されるＤＳＰ２２および固体撮像素子２４と、各々ワイヤ２７によって電気的に接続されており、互いに電気信号の送受が可能となっている。また、電極２１ｂによって、カメラモジュール１００ａと、これを搭載したディジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話等の電子機器との間で、信号の入出力が可能となっている。
ＤＳＰ２２は、固体撮像素子２４の動作を制御し、固体撮像素子２４から出力される信号を処理する半導体チップである。なお、配線基板２１上には、ＤＳＰ２２の他に、図示しないが、プログラムに従って各種演算処理を行うＣＰＵ，そのプログラムを格納するＲＯＭ，各処理過程のデータ等を格納するＲＡＭなどの電子部品も備えている。そして、これらの電子部品によって、カメラモジュール１００ａ全体が制御される。
なお、ＤＳＰ２２の表面には、電気信号の入出力などを行うための複数のボンディングパッド（図示せず）が形成されている。
スペーサ２３は、ＤＳＰ２２と固体撮像素子２４との間に配置されるとともに、これらの間の距離を調整するものである。すなわち、ＤＳＰ２２に接続されるワイヤ２７と固体撮像素子２４に接続されるワイヤ２７との接触、および、ＤＳＰ２２に接続されるワイヤ２７と固体撮像素子２４との接触を避けるように、スペーサ２３の高さが調整される。スペーサ２３としては、例えば、シリコン片などを適用することができる。
固体撮像素子２４は、レンズユニット１ａで形成された被写体像を、電気信号に変換するものである。つまり、レンズユニット１ａから入射された入射光を光電変換するセンサデバイスである。固体撮像素子２４は、例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサーＩＣである。固体撮像素子２４の表面（上面）には、複数の画素がマトリクス状に配置された受光面（図示せず）が形成されている。この受光面は、レンズユニット１ａから入射される光を透過する領域（光透過領域）であり、画素エリアとも言い換えられる。撮像ユニット２ａにおける撮像面は、この受光面（画素エリア）である。
固体撮像素子２４は、この受光面（画素エリア）に結像された被写体像を電気信号に変換して、アナログの画像信号として出力する。つまり、この受光面で、光電変換が行われる。固体撮像素子２４の動作は、ＤＳＰ２２で制御され、固体撮像素子２４で生成された画像信号は、ＤＳＰ２２で処理される。
固体撮像素子２４の受光面の周囲には、接着部２５が形成されており、その接着部２５によって、固体撮像素子２４上に、透光性蓋部２６が接着される。これにより、固体撮像素子２４の受光面は、透光性蓋部２６によって覆われる。
接着部２５は、固体撮像素子２４の受光面の外周部を包囲するように形成されている。これにより、固体撮像素子２４の受光面と対向して、透光性蓋部２６が接着部２５によって接着される。また、このとき、固体撮像素子２４の受光面と透光性蓋部２６との間には、空間（間隙）Ｓが形成されるように、接着される。このように空間Ｓを密閉すれば、受光面への湿気の進入、および、受光面への塵埃の進入および付着などを防止することができる。従って、受光面での不良の発生を防ぐことができる。
透光性蓋部２６は、ガラスなどの透光性部材から構成されている。カメラモジュール１００ａでは、透光性蓋部２６とレンズホルダ１２とを嵌合させるようになっており、透光性蓋部２６のサイズは、固体撮像素子２４のサイズよりも小さい。このため、透光性蓋部２６のサイズを小さくすることによって、レンズホルダ１２（ひいてはレンズユニット１ａ）のサイズも小さくすることができる。つまり、チップサイズ程に小型化されたカメラモジュール１００ａを実現すすることができる。
なお、本実施形態では、透光性蓋部２６の表面（封止部２８から露出した面）に、赤外線遮断膜が形成されている。このため、透光性蓋部２６は、赤外線を遮断する機能も備えている。
また、接着部２５は、例えば、固体撮像素子２４上にシート状の接着剤を貼着した後、フォトリソグラフィ技術で露光及び現像等の処理を施すパターンニングによって形成される。フォトリソグラフィ技術を用いれば、接着部２５のパターンニングは高精度に行うことができ、また、シート状の接着剤を用いるため、接着部２５の厚さを均一にすることができる。これにより、透光性蓋部２６を固体撮像素子２４の受光面に対して高精度に接着することができる。
封止部２８は、配線基板２１上に積層された各部材を、モールド樹脂（封止樹脂）によって封止し、それら各部材を固定するものである。封止部２８は、カメラモジュール１００ａの光透過領域を避けるように、配線基板２１上に積層された各部材を封止する。このため、本実施形態では、図５に示すように、撮像ユニット２ａにおける透光性蓋部２６の表面（上面）は、封止部２８に封止されず、露出している。これにより、透光性蓋部２６を経て、固体撮像素子２４の受光面まで光は透過する。なお、封止部２８の表面の高さは、透光性蓋部２６の表面の高さよりも低くなっているため、透光性蓋部２６の側面の一部も、封止部２８から露出している。
また、図５の一点鎖線で示された領域は、撮像ユニット２ａ上のレンズホルダ１２（特に位置合わせ部１２ｂ）が搭載されるべき領域（搭載領域）である。ここで、本実施形態では、封止部２８から露出した透光性蓋部２６とレンズホルダ１２の裏面（位置合わせ部１２ｂ）に形成された開口１２ｄとが嵌合する。このため、図５の一点鎖線で示された領域に、確実にレンズホルダ１２が配置される。つまり、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを、高精度に位置合わせすることができる。従って、撮像ユニット２ａの特定の位置に、確実にレンズユニット１ａを取り付けることができる。しかも、レンズ１１の光軸と、固体撮像素子２４の光学中心とが一致するように、配置することもできる。
なお、本実施形態では、ＤＳＰ２２と固体撮像素子２４とが、同じモジュール内に収容されており、封止部２８が、配線基板２１上の各部材を封止している。つまり、カメラモジュール１００ａは、いわゆるＣＳＰ（Chip Scale Package）構造である。このため、カメラモジュール１００ａを搭載したディジタルカメラ又はカメラ付き携帯電話等の電子機器を小型化することができる。しかも、カメラモジュール１００ａでは、封止部２８は、ＤＳＰ２２および固体撮像素子２４と、端子２１ａとを接続するワイヤ２７・２７も含めて封止する。このため、カメラモジュール１００ａは、超小型化、超薄型化に適した構成となっている。
このようなカメラモジュール１００ａの撮像時には、まず、レンズユニット１ａにより、外部からの光が、撮像ユニット２ａの受光面（撮像面）に導かれ、その受光面に被写体像が結像される。そして、その被写体像が、撮像ユニット２ａによって電気信号に変換され、その電気信号に対し、各種処理（画像処理等）が施される。
ここで、本実施形態のカメラモジュール１００ａの最大の特徴は、透光性蓋部２６への不要な光を遮断する構成を備えることである。
具体的には、カメラモジュール１００ａは、レンズホルダ１２（開口１２ｄ）が、透光性蓋部２６の外周部全域と嵌合する構成となっている。これにより、透光性蓋部２６の外縁の全域が、レンズホルダ１２に覆われる。つまり、透光性蓋部２６の周囲が、レンズホルダ１２に被覆される。このため、不要な外部からの光が、透光性蓋部２６の外縁（側面）から入り込むのを防ぐことができる。従って、不要な外部からの光によって撮像した画像全体がぼやけることなく、適切なカメラ機能を実現することができる。
さらに、レンズホルダ１２が透光性蓋部２６に嵌合することによって、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが互いに着脱可能に固定される。これにより、光学ユニットと撮像ユニットとの着脱および故障したユニットの交換が、容易となる。
本実施形態のように、封止部２８を備えたカメラモジュール１００ａの場合、レンズホルダ１２と透光性蓋部２６との嵌合は、レンズホルダ１２と、封止部２８とが互いに接触した状態で、レンズホルダ１２と透光性蓋部２６とが互いに嵌合するようになっていることが好ましい。例えば、レンズホルダ１２の底面と、封止部２８の表面とが互いに接触（面接触）していることが好ましい。これにより、封止部２８とレンズホルダ１２との間には隙間が形成されないため、その隙間から透光性蓋部２６に外部の光が入り込まない。従って、不要な外部からの光が、透光性蓋部２６の外縁（側面）から入り込むのを確実に防ぐことができる。つまり、不要な外部の光の遮断効果を高めることができる。
また、カメラモジュール１００ａでは、レンズ１１およびレンズホルダ１２が、いずれも樹脂からなることが好ましい。具体的には、レンズ１１を透明樹脂から構成し、レンズホルダ１２を着色樹脂（有色の樹脂）から構成する。このように、レンズ１１およびレンズホルダ１２が、いずれも樹脂から構成すれば、レンズユニット１ａを一体成形することができる。図６は、レンズユニット１ａの製造例を示す断面図である。図６（ａ）のように、まず、金型１１０のレンズを形成する部分に、レンズ用の樹脂１２０ａを供給する。そして、金型１１０を閉じると、図６（ｂ）のように、レンズ１１の形状が形成されるとともに、あふれたレンズ用の樹脂１２０ａは、レンズホルダ１２の型の方へ流れる。次に、図６（ｃ）のように、金型１１０を閉じた状態で、金型１１０に形成された樹脂注入部１３０から、レンズホルダ用の樹脂１２０ｂを注入し、硬化させることによって、一体化したレンズユニット１ａを形成することができる。このように、レンズユニット１ａを一体成形とすれば、カメラモジュール１００ａの耐衝撃性および耐環境性を向上させることができる。なお、レンズホルダ用の樹脂１２０ａとして着色（有色）の樹脂を適用することによって、レンズホルダ１２による光の遮断効果を高めることができる。
なお、レンズユニット１ａを金型成形した場合、撮像ユニット２ａも金型を用いて製造すればよい。また、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａを単一の金型によって製造してもよい。また、単一の樹脂（例えば、透明樹脂）により、レンズユニット１ａを金型成形した後、レンズホルダ１２にのみ、着色やメッキにて遮光処理を施してもよい。
以下、カメラモジュール１００ａの別の構成例について説明する。
＜別の構成例−１＞
図７（ａ）および図７（ｂ）は、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが一体構成されたカメラモジュール１００ｂの断面図である。カメラモジュール１００ｂは、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが、封止部２８によって、一括して樹脂封止されている。つまり、カメラモジュール１００ｂでは、封止部２８が、撮像ユニット２ａに加え、レンズユニット１ａも封止するようになっている。カメラモジュール１００ｂは、封止部２８がレンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを一括して封止する以外は、図１のカメラモジュール１００ａと同様である。
カメラモジュール１００ｂのように、封止部２８が、レンズユニット１ａおよび撮像ユニット２ａを一括して封止する構成では、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが衝撃などにより、離れない。従って、カメラモジュール１００ｂの耐衝撃性および耐環境性を向上させることができるという利点がある。
ここで、「耐衝撃性」とは、カメラモジュール１００ｂの落下や衝撃、振動に起因する故障率が減少することを示す。カメラモジュール１００ｂでは、特にパッケージの故障がなくなる。
また、「耐環境性」とは、カメラモジュール１００ｂの保存時または使用時等に、特に固体撮像素子２４への、湿気（水分）や粉塵の進入、化学物質および侵食性ガス等の侵入を防ぐことができる。
なお、レンズがレンズホルダに接着剤で接着された従来のカメラモジュールでは、接着剤の塗布量が少ないと、衝撃による接着はがれが生じる可能性がある。さらに、接着剤の経時変化による劣化（酸化、加水分解）や、接着剤の溶剤に接着成分が溶けてしまい接着はがれが生じる虞もある。このため、従来のカメラモジュールは、耐衝撃性および耐環境性ともに問題がある。
＜別の構成例−２＞
次に、図８（ａ）に示すような押圧部材４ａによって、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを、より強固に固定する構成について説明する。図８（ａ）は、レンズホルダ１２に固定された押圧部材４ａを示す斜視図であり、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、押圧部材４ａによって、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを固定する状態を示す断面図である。
図８（ａ）のように、レンズホルダ１２の周側部の略中央には、円盤状の押圧部材４ａが固定されている。また、図８（ｂ）および図８（ｃ）のように、レンズユニット１ａは、押圧部材４ａを介してレンズホルダ１２を支持する支持部４１を備えている。支持部４１の形状は略直方体であり、上面及び下面の大きさが撮像ユニット２ａの上面及び下面の大きさと略等しくなっている。支持部４１には、上下方向に貫通した略円形の貫通孔４２が形成されており、貫通孔４２の直径は、レンズホルダ１２の直径よりも大きくなっている。また、貫通孔４２の内周面の略中央には、貫通孔４２の内径より拡径された溝４３が形成されている。レンズホルダ１２に固定された押圧部材４ａは、この溝４３に挿入される。これにより、支持部４１の貫通孔４３内に挿入された押圧部材４ａによって、レンズホルダ１２が支持される。なお、溝４３は、押圧部材４ａより若干大きく形成されているため、レンズホルダ１２及び押圧部材４ａは、貫通孔４３内で貫通孔４３の軸心方向及び軸心と直交する平面方向に若干移動することが可能となっている。
また、支持部４１の側面の略中央には、爪係合部４４が設けられている。爪係合部４４は、支持部４１の側面の上下方向に形成された矩形状の溝である。撮像ユニット２ａの封止部２８は、アーム部３１及び爪部３２が上方に伸びた構成となっている。爪係合部４４は、このアーム部３１及び爪部３２と係合する。これにより、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが固定される。また、爪係合部４４の上端部分は、撮像ユニット２ａの封止部２８の先端に形成された爪部３２と係合させるために、若干深く溝が形成されている。
これにより、図８（ｃ）のように、レンズユニット１ａの爪係合部４４と、撮像ユニット２ａの封止部２８におけるアーム部３１及び爪部３２との係合により、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとが固定される。具体的には、撮像ユニット２ａにおける封止部２８の上面と、レンズユニット１ａの支持部４１の下面（裏面）とが接する状態で固定される。またこのとき、図１の構成と同様に、透光性蓋部２６とレンズホルダ１２の開口１２ｄとが嵌合することによって、封止部２８から露出した透光性蓋部２６の外縁全域が、レンズホルダ１２に覆われる。つまり、透光性蓋部２６の周囲が、レンズホルダ１２に被覆される。そして、レンズホルダ１２の底面と、封止部２８の表面とが互いに接触（面接触）することによって、レンズホルダ１２と透光性蓋部２６との相対位置が固定される。このとき、レンズホルダ１２の上端部分は、貫通孔４２から突出された状態である。一方、レンズホルダ１２に固定された押圧部材４ａは、支持部４１に形成された溝４３より上方に位置する状態で固定される。このため、レンズホルダ１２は、押圧部材４ａにより下方向へ付勢され、強固に透光性蓋部２６に固定されることになる。
このように、図８（ｃ）のカメラモジュール１００ｃでは、レンズユニット１ａが、レンズホルダ１２に固定された押圧部材４ａと、その押圧部材４ａを支持する支持部４１とを備えている。しかも、押圧部材４ａは、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを固定したときに、レンズホルダ１２を透光性蓋部２６に押圧し、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合するようになっている。これにより、レンズユニット１ａを撮像ユニット２ａに強固に固定することができる。さらに、外部からの衝撃を押圧部材４ａが吸収するため、衝撃からカメラモジュール１００ｃを保護することができる。
なお、図８（ａ）の押圧部材４ａは、開口を有さない板バネ、ワッシャなどの他、図９（ｃ）のようなパッキンなどからも構成できる。開口を有さない押圧部材４ａを用いた場合、レンズホルダ１２が透光性蓋部２６に嵌合することに加えて、押圧部材４ａによっても、不要な外部からの光が固体撮像素子２４に入り込むのを確実に防ぐことができる。
また、レンズホルダ１２が透光性蓋部２６に嵌合していれば、封止部２８から露出した透光性蓋部２６の外縁全域が、レンズホルダ１２によって覆われため、不要な外部からの光が、固体撮像素子２４に入り込まない。このため、図９（ａ）のように開口を有する押圧部材４ｂ、図９（ｂ）のようにバネ状の押圧部材４ｃを用いることもでき、押圧部材の構成や材料に制約を受けなくなる。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、図８（ｂ）および図８（ｃ）の構成において、レンズユニット１ａと撮像ユニット２ａとを、支持部４１と封止部２８との螺子締めによって固定する構成に置き換えたカメラモジュール１００ｄの断面図である。この構成でも、図８（ｂ）および図８（ｃ）の構成と同様の効果がある。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、カメラ付き携帯電話機，ディジタルスチルカメラ、セキュリティカメラ、携帯電話用・車両搭載用・インタホン用のカメラ等、種々の撮像装置（電子機器）などにおいて撮像を行うときに用いる固体撮像装置に適用することができる。
本発明の一実施形態にかかるカメラモジュールの断面図である。 図１のカメラモジュールにおける、レンズユニットの断面図である。 （ａ）は、図１のカメラモジュールにおける、レンズユニットの外観の斜視図であり、（ｂ）は、同じく、レンズユニットの上面図である。 （ａ）は、図１のカメラモジュールにおける、レンズユニットの外観の斜視図であり、（ｂ）は、同じく、レンズユニットの裏面図である。 図１のカメラモジュールおける、レンズユニットの上面図である。 図２のレンズユニットの製造例を示す断面図である。 図７（ａ）は、レンズユニットおよび撮像ユニットが一括して封止されたカメラモジュールの断面図であり、図７（ｂ）は同じく上面図である。 図８（ａ）はレンズホルダに固定された押圧部材を示す斜視図であり、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、その押圧部材によって、レンズユニットと撮像ユニットとを固定するカメラモジュールを示す断面図である。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、それぞれ、別の押圧部材を示す上面図および斜視図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、押圧部材によって、レンズユニットと撮像ユニットとを固定する、さらに別のカメラモジュールを示す断面図である。 特許文献１のカメラモジュールを示す断面図である。
符号の説明
１ａ レンズユニット（光学ユニット）
２ａ 撮像ユニット
４ａ〜４ｄ 押圧部材
１１ レンズ
１２ レンズホルダ
１２ａ 鏡筒部
１２ｂ 位置合わせ部
１２ｄ 開口
２１ 配線基板
２２ ＤＳＰ
２３ スペーサ
２４ 固体撮像素子
２５ 接着部
２６ 透光性蓋部
２７ ボンディングワイヤ
２８ 封止部
２９ 接点
１００ａ〜１００ｄ カメラモジュール（固体撮像装置）
Ｓ 空間（間隔）

Claims (6)

  1. 外部の光を固体撮像素子の受光面に導くレンズと、そのレンズを内部に保持するレンズホルダとを備えた光学ユニット、および、
    固体撮像素子と、固体撮像素子の受光面に対向するとともに、固体撮像素子との間に間隔を有するように配置された透光性蓋部とを備えた撮像ユニットを備えた固体撮像装置であって、
    レンズホルダが、透光性蓋部の外周部全域と嵌合するようになっており、
    透光性蓋部におけるレンズホルダとの嵌合部が封止されないように、撮像ユニットを樹脂封止する一方、光学ユニットを樹脂封止しない封止部を備え、
    レンズホルダと、封止部とが互いに接触した状態で、レンズホルダと透光性蓋部とが互いに嵌合するようになっていることを特徴とする固体撮像装置。
  2. レンズおよびレンズホルダが、いずれも樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. レンズホルダが、着色樹脂からなることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 光学ユニットは、レンズホルダに固定された押圧部材と、その押圧部材を支持する支持部とを備え、
    光学ユニットを撮像ユニットに固定したときに、押圧部材がレンズホルダを透光性蓋部に押圧することにより、レンズホルダが透光性蓋部に嵌合するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
  5. 上記押圧部材は、開口を有していることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
  6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備えた電子機器。
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