JP4407339B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、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機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。

従来のデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などのデジタル撮像機器に搭載される撮像装置１の一例として、図９に示すようなものが挙げられる。図中の撮像装置１は、撮像素子３と、鏡筒４と、レンズホルダ６とを備える。

撮像素子３は、ＣＣＤやＣＭＯＳからなり、表面にガラス板３１を貼り付けたＣＳＰ（チップサイズパッケージ）タイプと呼ばれるものである。撮像素子３には受光部３２が形成され、裏面には接続端子３３が設けられる。

鏡筒４は、撮像素子３を収納するとともに基板２に固定される角筒部４１と、レンズホルダ６が装着される円筒部４２とが一体に形成されている。円筒部４２と角筒部４１との境界位置において鏡筒４の内周に向けて延びる鍔部４４が設けられ、この鍔部４４には角筒部４１に収納される撮像素子３の受光部３２と対向する開口４５が設けられる。この開口４５には赤外線カットフィルタ４６が貼り付けられる。

レンズホルダ６は、内部に撮影レンズ６３を備える円筒部６４と、中央に絞り穴６１を有する天板部６２とからなり、鏡筒４の円筒部４２に設置される。

以上の構成の撮像装置１では、撮像素子３が基板２上に接続されるとともに鏡筒４の角筒部４１がこの撮像素子３を囲うように基板２に接着・固定される。

ところで、近年のデジタル撮像機器の高画質化および小型・薄型化により、上記の撮像装置１において撮像素子３の受光部３２は微細な埃などの異物に対して非常に敏感になっている。したがって、撮像装置１の組み立ての際、撮像素子３のガラス板３１の表面における受光部３２と対向する領域（以下「受光面」という。）３７に異物が付着しないよう細心の注意が払われている。

しかし、組立てが終わった時点で受光面３７に異物が付着していなくても、基板２と鏡筒４と赤外線カットフィルタ４６とで囲まれる空間８内に異物が残存してしまうことがある。このように空間８内に残存した異物は、後に外的要因により振動や衝撃を受け、受光面３７に付着してしまうことが懸念される。

そこで、前記空間８の内壁面および前記空間８内に露出する撮像素子３の表面（受光面３７を除く）に粘着剤層を形成し、この粘着剤層により前記空間８内に残存した異物を捕獲して撮像素子３の受光面３７に異物が付着することを防止するという提案が既になされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−３７２５６号公報

上記従来例では、撮像素子３の受光面３７の近傍にまで粘着剤層が形成されることとなるため、異物をより確実に捕獲できる点においては優れている。

しかしながら、かかる位置に粘着剤層を形成するには、その作業において受光面３７に異物が付着しないように相当な注意を払わなければならない。また、誤って粘着剤を受光面３７に付着させてしまうと、これを除去することは非常に困難となる。

本発明に係る撮像装置は、基板に接続され受光部を有する撮像素子と、前記撮像素子を囲うとともに前記基板に取り付けられて前記撮像素子の受光部と対向する位置に開口を有する包囲部材と、前記包囲部材の開口を閉塞し撮影光を透過する閉塞部材と、前記撮像素子と前記包囲部材の開口との間に設置され、表面の全部または一部に粘着剤層が形成された貫通穴を有する枠部材とを備え、前記枠部材は、前記貫通穴が前記撮像素子の受光部よりもわずかに大きく、かつ前記包囲部材の開口よりも小さく形成されると共に、前記粘着剤層が少なくとも前記貫通穴と前記開口との間の前記開口側の面に設けられていることを特徴としている。

この構成によれば、粘着剤層を形成した枠部材を設置しているので、撮像素子の表面に直接粘着剤層を形成することなく撮像素子の受光部近傍にまで粘着剤層を形成することができる。したがって、撮像素子の受光部周辺に形成される空間内に埃などの異物が残っていても、かかる異物の捕獲率が向上するとともに、粘着剤層の形成過程において誤って受光部に粘着剤を付着させてしまうおそれがなくなる。

なお、閉塞部材としては、例えばガラス板や赤外線カットフィルタなどの単一の透光性部材の他、撮影レンズを備えるレンズホルダなども含む。もちろん、ガラス板もしくは赤外線カットフィルタとレンズホルダとを両方取り付ける場合も含まれる。粘着剤層としては、例えば両面テープが挙げられるが、他にも永続的に粘着性が維持できるものであればあらゆるものが適用できる。粘着剤層は必ずしも枠部材の全面に形成する必要はなく、必要に応じて一部分にのみ形成するようにしてもよい。また、撮像素子は、表面に受光部が露出しているものはもちろん、受光部表面がガラス板などの透光性部材により覆われているものも含む。

また、好ましくは、前記包囲部材は、角筒部と円筒部とからなる鏡筒であり、前記角筒部が前記撮像素子を囲うとともに前記基板に取り付けられ、前記円筒部は、撮影光を結像するための撮影レンズを内蔵するレンズホルダが取り付けられ、前記開口は、前記角筒部と前記円筒部との境界位置に設けられる。この構成は、包囲部材につき、撮影レンズを収納するレンズホルダが組み合わされた鏡筒に限定したものである。そして円筒部にレンズホルダが取り付けられることにより、レンズホルダは開口を閉塞する閉塞部材として機能する。なお、開口にはガラス板や赤外線カットフィルタなどの透光性部材を別途設置することができる。

また、好ましくは、前記枠部材は、前記包囲部材および前記撮像素子の両方もしくはいずれか一方に対して前記粘着剤層により貼り付けられる。この構成によれば、異物捕獲用の粘着剤層を利用して枠部材を貼り付けることができるため、わざわざ別途に接着手段を施す必要がなくなる。

また、好ましくは、前記枠部材は遮光性を有する材料で構成されている。この構成によれば、枠部材が遮光シートとして機能するので、撮影光が撮像素子の受光部を除く表面などに当たって乱反射する、いわゆるフレア現象を防止することができる。なお、遮光性を有する材料としては、黒のポリエステルフィルムなどが挙げられる。

以上の説明から明らかなように、本発明の撮像装置では、粘着剤層を形成した枠部材を設置しているので、撮像素子の表面に直接粘着剤層を形成することなく撮像素子の受光部近傍にまで粘着剤層を形成することができる。したがって、撮像素子の受光部周辺に形成される空間内に埃などの異物が残っていても、かかる異物の捕獲率が向上するとともに、粘着剤層の形成過程において誤って受光面に粘着剤を付着させてしまうおそれがない。

（実施の形態１）
本発明における撮像装置の第１の実施形態について図１ないし図５を参照しながら説明する。ただし、従来例と同一部分は、同一符号を付して説明する。第１の実施形態における撮像装置１は、撮像素子３、鏡筒４、遮光シート５、レンズホルダ６とを備える。

撮像素子３は、表面にガラス板３１が貼り付けられた上面視長方形のチップ体であり、一般にＣＳＰ（チップサイズパッケージ）タイプと呼ばれるものである。撮像素子３は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどからり、表面には光電変換を行う画素を格子状に多数配列した長方形の受光部３２が形成され、裏面には表面の受光部３２から導出された接続端子３３が形成され、接続端子３３には基板２に半田付けするための半田ボール３５が予め形成されている。受光部３２は、撮像素子３の長辺方向において画像処理部（不図示）と隣り合わせに配置される関係上、その中心が撮像素子３における中心よりも長辺方向の一方側にオフセットして配置されるとともに、他方側は上記の画像処理部（不図示）が内蔵される画像処理スペース３４となる。

鏡筒４は、撮像素子３を収納するとともに基板２に固定される角筒部４１と、レンズホルダ６が装着される円筒部４２とが一体に形成されている。角筒部４１は、撮像素子３を収納する際、撮像素子３の受光部３２の中心を円筒部４２の軸心に一致させたとき、上記したような受光部３２のオフセット分だけ画像処理スペース３４が突出することとなるため、その分を見越して角筒部４１には逃げ部４３が形成されている。角筒部４１と円筒部４２との境界位置には鏡筒４の内周側に向けて延びる鍔部４４が形成され、この鍔部４４には円筒部４２の軸心上に中心を有する円形の開口４５が設けられる。この開口４５は、角筒部４１に収納される撮像素子３の受光部３２に対向するようになっている。この鍔部４４の開口４５における円筒部４２側には赤外線カットフィルタ４６が設置される。円筒部４２の内周面には雌ねじ４７が形成されている。

遮光シート５は、請求項に記載の枠部材であり、遮光性の高い黒のポリエステルフィルムなどからなり、撮影光が撮像素子３の受光部３２を除く表面などに当たって乱反射し受光部３２に再び入射するという、いわゆるフレア現象を防止している。遮光シート５は、その外形が鏡筒４の鍔部４４における角筒部４１側に露出する表面の形状に合わせて形成されるとともに、鏡筒４の角筒部４１に収納される撮像素子３の受光部３２と対向する位置に貫通穴５１が設けられる。貫通穴５１の形状は、撮像素子３の受光部３２の外形よりもわずかに大きい形状とされる。

レンズホルダ６は、中央に撮影光の入射量を調節する絞り穴６１を有する平板部６２と、内部に撮影レンズ６３を有する円筒部６４とからなる。円筒部６４の外周には鏡筒４の円筒部４２の内周に螺合するための雄ねじ６５が形成されている。

以上の各構成要素は、次のように組み付けられる。

撮像素子３の接続端子３３が半田付けにより基板２上に接続され、鏡筒４の鍔部４４における角筒部４１側の面に遮光シート５が貼り付けられた後、鏡筒４の角筒部４１を撮像素子３に被せて基板２に取り付け、接着剤２１により固定する。このとき、図２に示すように、上記したようなフレア現象を防止する観点から、遮光シート５と撮像素子３のガラス板３１の表面とは極力近接して配置されるが、鏡筒４の角筒部４１を基板２に確実に当接させ接着するため、遮光シート５と撮像素子３のガラス板３１の表面とは完全に密着させず、わずかに隙間をあけて配置させている。

その後、鏡筒４の鍔部４４の開口４５には、円筒部４２側から赤外線カットフィルタ４６が取り付けられ、円筒部４２の内周にレンズホルダ６が螺合される。この状態では、レンズホルダ６を回転させることによって、レンズホルダ６が鏡筒４を基準に軸方向に所定量だけ移動することとなり、撮影レンズ６３の焦点を調整できるようになっている。

上記の組み付け工程の中で、図３に示すように、鏡筒４の角筒部４１において、逃げ部４３を形成した側の短辺側内壁面４１ｂと、この内壁面４１ｂに隣接する長辺側の内壁面４１ａとに、撮像素子３および遮光シート５を当接させて組み付けることにより、撮像装置１の受光部３２、遮光シート５の貫通穴５１および鏡筒４の鍔部４４の開口４５がそれぞれこの順番で対向するとともに、これら各中心が鏡筒４の円筒部４２の軸心上で同軸に位置決めされるようになっている。

以上の構成の撮像装置１において、本実施の形態１では、遮光シート５におけるレンズホルダ６設置側の面５３に粘着剤層７を形成している。遮光シート５は、この粘着剤層７により鏡筒４の鍔部４４に対して角筒部４１側から貼り付けられている。そして、鍔部４４の開口４５において粘着剤層７が一部露出している。この部分の粘着剤層７が、基板２と、鏡筒４と、赤外線カットフィルタ４６とにより形成される空間８内に浮遊する埃などの異物を捕獲するようになっており、とくに鍔部４４の開口４５と、赤外線カットフィルタ４６とに囲まれた空間８ａ内の異物を効果的に捕獲するようになっている。

粘着剤層７の材料としては、形成が簡単で揮発せず粘着性が長期間持続するものが好ましく、例えば両面テープが挙げられる。中でも強力な粘着性を有するとともに薄いフィルムタイプのもの、例えば（株）寺岡製作所製 商品Ｎｏ．７０７（厚さ０．０４ｍｍ）などが好ましい。その他、両面テープ以外にも、アクリル系粘着剤、ＳＥＢＳ系粘着剤その他の粘着性部材を吹きつけ、塗布等することが考えられる。

粘着剤層７は、遮光シート５におけるレンズホルダ６設置側の面５３の全域に形成するようにしてもよいが、この実施の形態１では、図３に示すように、粘着剤層７の形成のし易さおよびフレア現象を防止する観点から、貫通穴５１の周辺部分には粘着剤層７を形成していない。

以上の構成の撮像装置１では、遮光シート５に粘着剤層７を形成しているので、撮像素子３の受光部３２周辺において形成される空間８に埃などの異物が残存しても、かかる異物を粘着剤層７の粘性により捕獲することができ、撮像素子３のガラス板３１の表面における受光部３２と対向する領域（以下「受光面」という。）３７に異物が付着することを防止できる。また、撮像素子３の表面に直接粘着剤層７を形成することなく撮像素子３の受光面３７近傍にまで粘着剤層７を形成することができるので、異物の捕獲率が向上するとともに、誤って受光面３７に粘着剤を付着させてしまうおそれがない。

なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、以下に述べる実施の形態にも適用可能である。

（実施の形態２）
実施の形態２について、図６を参照しながら説明する。実施の形態２では、実施の形態１と異なり、鏡筒４の角筒部４１と円筒部４２との境界位置において鏡筒４内周に向けて延びる鍔部４４が形成されていない。そして遮光シート５は、角筒部４１と円筒部４２との境界位置に生じる壁部４９に対して粘着剤層７により貼り付けられている。また、レンズホルダ６の円筒部６４における自由端側（平板部６２設置側の反対側）には赤外線カットフィルタ６５を取り付けている。赤外線カットフィルタ６５は、環状の樹脂部材６６を介して撮影レンズ６３に当接されている。その他の構成は実施の形態１と同様である。

この実施の形態２では、鍔部４４を形成していないので、基板２と、鏡筒４と、レンズホルダ６とにより囲まれる空間８１内において遮光シート５に形成した粘着剤層７の露出面積が大きくなり、空間８１内の異物の捕獲率がより一層向上する。

（その他の例）
（１）図７に示すように、粘着剤層７は、遮光シート５のレンズホルダ６設置側の面５３のみならず、遮光シート５の両面５３，５４に形成してもよい。この場合、粘着剤層７の形成面積が増大するため異物の捕獲率が向上する。もちろん、図示しないが、粘着剤層７を面５４にのみ形成してもよい。

（２）図８に示すように、遮光シート５と撮像素子３のガラス板３１の表面との間に隙間をあけずに密着するようにしてもよい。このとき遮光シート５の撮像素子側の面５４に粘着剤層７を形成していてもよいし、していなくてもよい。また、図示しないが、遮光シート５を鏡筒４側には貼り付けず、撮像素子３の表面にのみ貼り付けるようにすることもできる。

（３）枠部材としての遮光シート５は、必ずしも遮光性を有する材料で構成する必要はなく、例えば透明なポリエステルフィルムなどで構成してもよい。

（４）遮光シート５を鏡筒４の鍔部４４に貼り付ける手段として、上記実施の形態１に記載した異物捕獲のための粘着剤層７とは別の貼り付け手段を施してもよい。例えば異物の捕獲用としての両面テープとは別に、瞬間接着剤で接着するなどである。しかし、鏡筒４と接着する箇所と空間８に露出する箇所とを区別することはかえって手間がかかるため、この点において上記の各実施の形態が優れていると言える。

（５）撮像素子３は上述したようないわゆるＣＳＰタイプに限定されず、あらゆる撮像素子が適用できる。ただしＣＳＰタイプは表面が平滑でかつ受光部３２の設置される側の面とは反対側の面に接続端子３３が形成されることが特徴であり、この点において遮光シート５を受光部３２に近づけてフレア現象を防止する上で有利であり、ＣＳＰタイプが最も適していると言える。

（６）赤外線カットフィルタ４６は必須ではなく、ガラス板（不図示）などに代えることができ、また、赤外線カットフィルタ４６を省略することもできる。

（７）本発明は、撮像素子３の受光部３２周辺を囲む空間８を形成する撮像装置であればあらゆる撮像装置に適用可能である。

本発明は、小型化・高画質化が著しい今日のデジタル撮像機器に搭載される撮像装置に好適に用いることができる。

本発明に係る撮像装置の第１の実施形態であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はレンズホルダを除いた状態を示す上面図 本発明に係る撮像装置の第１の実施形態を示す要部の拡大断面図 図２のＣ−Ｃ断面図 本発明に係る撮像装置の第１の実施形態を示す分解断面図 本発明に係る撮像装置の第１の実施形態における撮像素子および遮光シートの斜視図 本発明に係る撮像装置の第２の実施形態であり、（ｄ）は断面図、（ｄ）はレンズホルダを除いた状態を示す上面図 本発明に係る撮像装置の他の実施形態を示す要部の拡大断面図 本発明に係る撮像装置のさらに他の実施形態を示す要部の拡大断面図 従来の撮像装置であり、（ｆ）は断面図、（ｇ）はレンズホルダを除いた状態を示す上面図

符号の説明

１ 撮像装置
２ 基板
３ 撮像素子
４ 鏡筒
５ 遮光シート
６ レンズホルダ
７ 粘着剤層
８ 空間
３１ ガラス板
３２ 受光部
３７ 受光面
４１ 角筒部
４２ 円筒部
４４ 鍔部
４５ 開口
４６ 赤外線カットフィルタ
５１ 貫通穴
６３ 撮影レンズ

Claims (4)

1. 基板に接続され受光部を有する撮像素子と、前記撮像素子を囲うとともに前記基板に取り付けられて前記撮像素子の受光部と対向する位置に開口を有する包囲部材と、前記包囲部材の開口を閉塞し撮影光を透過する閉塞部材と、前記撮像素子と前記包囲部材の開口との間に設置され、表面の全部または一部に粘着剤層が形成された貫通穴を有する枠部材とを備え、
   前記枠部材は、前記貫通穴が前記撮像素子の受光部よりもわずかに大きく、かつ前記包囲部材の開口よりも小さく形成されると共に、前記粘着剤層が少なくとも前記貫通穴と前記開口との間の前記開口側の面に設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記枠部材は、前記包囲部材の開口側の面および前記撮像素子側の面に前記粘着剤層が設けられる共に、前記粘着剤層に設けられた前記撮像素子側の面に対し、隙間を有して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記枠部材は遮光性を有するシート材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置が搭載されたデジタル撮像機器。

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