JP4659848B2

JP4659848B2 - 撮像モジュール

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Publication number: JP4659848B2
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Inventors: 達也折原; 光次郎金野; 仁志福堀
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Description

本発明は、携帯情報端末や内視鏡等に用いられる、フランジ部を一体的に備えたレンズを有する撮像モジュールに関し、特に、内視鏡に好適な小型で薄型の撮像モジュールに関するものである。

従来、携帯電話や内視鏡等に用いられる撮像装置、特に、内視鏡等に用いられる撮像装置には、患者への負担を極力軽減し、また、操作者の操作性を向上するために、小型軽量化が求められている。そのため、ユニット化した撮像モジュールが備えられている。そして、そのような撮像モジュールにおいては、コスト、及び製造誤差を低減するために、撮像モジュールを構成する一部のレンズにフランジ部を一体的に備えて、部材点数を削減するとともに、組立性を向上させるものが提案されている。そのような撮像モジュールとしては、例えば、次の特許文献１、２に記載の撮像装置がある。
特開２００２−１１８７７６号公報特開２００２−１３９６６２号公報

特許文献１、２に記載の撮像装置は、フランジ部を有するレンズと撮像ユニットとを含んで構成されている。レンズのフランジ部は、撮像ユニットと係合している。フランジ部の下端は、基板の上面との間に隙間が形成されており、レンズは、基板ではなく撮像ユニット上に取り付けられている。

また、特許文献１に記載の撮像装置は、遮光性を有する樹脂を、フランジ部を有するレンズにおけるレンズ部以外の上面部、内側、又は外側に配置し、レンズ部とともに射出成型により一体化して備えている。また、特許文献２に記載の撮像装置は、フランジ部を有するレンズの側面上部に遮光性のある素材から形成された支持部材を嵌合して備えている。

ところで、特許文献１、２に記載の撮像装置におけるフランジを有するレンズ等、フランジ部を有するレンズにおいて、フランジ部を撮像素子に確実に突き当てるためには、フランジ部の外周面を覆う遮光部材と撮像素子との間に隙間を作る必要がある。
フランジを有するレンズにおけるフランジ部の周囲には、光を遮光する機能を有し、さらにフランジ部を備えないレンズを組み合わせる場合に、それらのレンズの位置決めを行う機能を備えた遮光部材（枠部材）が設けられる。ここで、遮光部材の先端部が撮像素子（又は撮像素子を保持する基板）に突き当たるようにすると、その突き当たり部位での誤差が生じ、しかも、遮光部材の気温の変化による伸縮を生じ易くなる。その結果、合焦位置が光軸方向に微妙にズレてしまう。

合焦位置のズレを極力抑えて、フランジを有するレンズのフランジ部を撮像素子に確実に突き当てるためには、例えば、図１４に示すように、遮光部材７３の先端部７３ａが撮像素子８０に突き当たらないように隙間を作る必要がある。図１４中、７１はフランジ部を有するレンズ、７１ａはフランジ部、７１ｂはレンズ部、７２はレンズ７１に組み合わせるレンズ、８０ａは撮像面、９０は照明素子である。

しかし、遮光部材７３と撮像素子８０との間に隙間を作ると、レンズ７１におけるフランジ部７１ａの一部が露出することになる。フランジ部７１ａの一部が露出すると、その露出部位に光が入射してフランジ部７１ａの内周面から散乱光となって出射する。そして、散乱光となって出射した一部の光が撮像素子８０に入射することによって、フレアが生じてしまう。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、フレアの混入を防止して、鮮明な画像を取得可能な撮像モジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による撮像モジュールは、フランジ部を有するレンズと該レンズにおける該フランジ部の先端部近傍を除く外周面を遮光する枠部材とを含むレンズの組部材と、前記フランジ部の先端部が突き当てられる撮像素子と、前記レンズの組部材及び前記撮像素子の周囲に配置された照明素子と、を含む撮像モジュールにおいて、前記フランジ部における、前記枠部材により遮光されない露出部位に、前記照明素子の発光面からの出射光が直接届かないように、該照明素子を備えるとともに、前記フランジ部の先端部と前記撮像素子との突き当て部位に光硬化型接着剤を介在させ、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間より、該フランジ部の先端部と該撮像素子との突き当て部位に、光を入射させることによって、前記フランジ部を有するレンズと該撮像素子とが接着固定され、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間が、遮光性の接着剤で封止されていることを特徴としている。

また、本発明の撮像モジュールにおいては、前記フランジ部における前記枠部材により遮光されない露出部位が、前記照明素子の発光面に比べて像側に位置するように、該フランジ部と該照明素子とが配置されているのが好ましい。

また、本発明の撮像モジュールにおいては、前記撮像素子における、前記露出部位を照射可能な範囲が、遮光部材で遮光されているのが好ましい。

また、本発明による撮像モジュールは、フランジ部を有するレンズと該レンズにおける該フランジ部の先端部近傍を除く外周面を遮光する枠部材とを含むレンズの組部材と、前記フランジ部の先端部が突き当てられる撮像素子と、前記レンズの組部材及び前記撮像素子の周囲に配置された照明素子と、を含む撮像モジュールにおいて、前記照明素子は、前記フランジ部における、前記枠部材により遮光されない露出部位に、前記照明素子の発光面からの出射光が直接届かないように、該照明素子の発光面における、前記露出部位を照射可能な範囲が、遮光部材で遮光されているとともに、前記フランジ部の先端部と前記撮像素子との突き当て部位に光硬化型接着剤を介在させ、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間より、該フランジ部の先端部と該撮像素子との突き当て部位に、光を入射させることによって、前記フランジ部を有するレンズと該撮像素子とが接着固定され、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間が、遮光性の接着剤で封止されていることを特徴としている。

本発明によれば、フレアの混入を防止して、鮮明な画像を取得可能な撮像モジュールが得られる。

第一実施形態
図１は本発明の参考例としての第一実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。
第一実施形態の撮像モジュールは、結像レンズ１０と、撮像素子２０と、照明素子３０を有して構成されている。なお、図１中、１４は明るさ絞り、３０ａは照明素子の発光面（発光範囲）、４０は基板である。

結像レンズ１０は、レンズ１１，１２と、枠部材１３を有して構成されている。
レンズ１１は、射出成型により製造され、フランジ部１１ａとレンズ部１１ｂとを一体的に備えている。射出成型時のゲートは、フランジ部１１ａにおいて撮像素子２０に近い位置に設けられており、フランジ部１１ａには、ゲートの対応部位にゲート跡（図示省略）が残っている。
枠部材１３は、遮光性の材料で製造されている。また、枠部材１３は、レンズ１１，１２の外周部の所定領域を保持しレンズ１１に対するレンズ１２の位置決めを行うとともに、レンズ１１におけるフランジ部１１ａの先端部１１ａ１近傍を除くレンズ１１，１２の外周部の略全てを覆うように配置されている。
そして、結像レンズ１０は、レンズ１１，１２、枠部材１３が組み合わさって一つの組部材となっている。なお、結像レンズ１０は２つのレンズ１１，１２からなる構成に限定されず、３つ以上のレンズで構成してもよい。なお、その場合には、最も撮像素子に近いレンズをレンズ１０と同様のフランジ部１１ａを有するレンズ１１として構成すればよい。
撮像素子２０には、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１が突き当てられている。
照明素子３０は、結像レンズ１０及び撮像素子２０の周囲に配置されている。

基板４０は、照明素子３０及び撮像素子２０を保持している。基板４０は、撮像素子２０を保持する部位４０ａが凹んでおり、フランジ部１１ａにおける枠部材１３により遮光されない露出部位１１ａ２が、照明素子３０の発光面（発光範囲）３０ａに比べて像側に位置している。そして、これによって、フランジ部１１ａにおける、枠部材１３により遮光されない露出部位１１ａ２に、照明素子３０の発光面３０ａからの出射光が直接届かないようになっている。

フランジ部１１ａの先端部１１ａ１と撮像素子２０との突き当て部位には、光硬化型接着剤１５が介在している。そして、枠部材１３の先端部１３ａと撮像素子２０との間より、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１と撮像素子２０との突き当て部位に、光を入射させることによって、フランジ部１１ａを有するレンズ１１と撮像素子２０とが接着固定されている。
また、枠部材１３の先端部１３ａと撮像素子２０の縁部２０ｂとの間の露出領域１６は、黒色塗料を配合した遮光性の接着剤１７で封止されている。

このように構成された第一実施形態の撮像モジュールによれば、照明素子３０の発光面３０ａから出射した光が直接フランジ部１１ａにおける露出部位１１ａ２に到達することがないため、フレアを防止することができる。

また、黒色塗料を配合した遮光性の接着剤１７で封止する前に、枠部材１３の先端部１３ａと撮像素子２０の縁部２０ｂとの間の露出領域１６から、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１と撮像素子２０との突き当て部位に、光を入射させることによって、フランジ部１１ａを有するレンズ１１を撮像素子２０に直接接着固定できる。このため、例えば、枠部材と撮像素子とを接着する場合のような枠部材とレンズ部材とのクリアランスによって合焦位置のズレが生じることがなく、しかも短時間で固定することができる。

さらに、枠部材１３の先端部１３ａと撮像素子２０との間の露出領域１６を、遮光性の接着剤１７で封止したので、露出部位１１ａ２が遮光されることになり、照明素子３０から出射し、他の部材（枠部材、基板等など）での反射により散乱された光を遮光できるので、より確実にフレアを防止することができる。なお、第一実施形態の撮像モジュールでは、照明素子３０の発光面３０ａから出射した光が直接フランジ部１１ａにおける露出部位１１ａ２に到達することがなく、強い光線が入射しない配置となっている。このため、遮光性の接着剤としては、半透明程度の遮光性を持つものであれば、十分なフレア防止効果を発揮できる。

第二実施形態
図２は本発明の第二実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。
第二実施形態の撮像モジュールでは、基板４０は、撮像素子２０と照明素子３０を保持する部位が同じ高さの平面に形成されており、第一実施形態の撮像モジュールのように、フランジ部における枠部材１３により遮光されない露出部位１１ａ２は、照明素子３０の発光面（発光範囲）３０ａと略同じ位置にある。
その代わりに、第二実施形態の撮像モジュールでは、照明素子３０における、露出部位１１ａ２を照射可能な範囲３０ａ１が、遮光部材３１で遮光されており、これによって、フランジ部１１ａにおける、枠部材１３により遮光されない露出部位１１ａ２に、照明素子３０の発光面３０ａからの出射光が直接届かないようになっている。
また、枠部材１３の先端部１３ａと基板４０における撮像素子２０の周囲との間は、黒色塗料を配合した遮光性の接着剤１７で封止されている。
その他の構成は、第一実施形態の撮像モジュールと略同じである。

このように構成された第二実施形態の撮像モジュールによれば、照明素子３０からフランジ部１１ａにおける露出部位１１ａ２に向けて出射しようとする光は遮光部材３１で遮光される。このため、照明素子３０の発光面３０ａから出射した光が直接フランジ部１１ａにおける露出部位１１ａ２に到達することがないため、フレアを防止することができる。
その他の作用効果は、第一実施形態の撮像モジュールと略同じである。

第三実施形態
図３は本発明の参考例としての第三実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。
第三実施形態の撮像モジュールでは、撮像素子２０と照明素子３０は、支持板４１を挟んで支持板４１に夫々取り付けられ、略同一平面上に配置されている。
また、枠部材１３には、フランジ部１１ａの外周面に形成されているゲート跡１１ｃを通すように形成されており、ゲート跡１１ｃを枠部材１３の外部に露出させている。
このため、照明素子３０の発光面からの出射光が、フランジ部１１ａにおける枠部材１３により遮光されない露出部位１１ａ２及びゲート跡１１ｃの端面１１ｃ１に、直接届くようになっている。
その代わりに、第三実施形態の撮像モジュールでは、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’が、径が撮像素子２０に近づくほど大きくなるように形成された傾斜面をなし、且つ、表面粗さＲａが１．６μｍ以下の略鏡面に構成されている。

このように構成された第三実施形態の撮像モジュールによれば、照明素子３０の発光面からの出射光は、枠部材により遮光されない露出部位１１ａ２及びゲート跡１１ｃの端面１１ｃ１に入射する。入射した光のうち撮像素子２０の撮像面２０ａに対し略平行に進む光は、入射面で殆ど屈折せず強度を減衰されずにフランジ部１１ａの内周面１１ａ’に到達する。しかるに、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’は、上述のように、径が撮像素子２０に近づくほど大きくなるように形成された傾斜面をなし、且つ、略鏡面に構成されている。このため、内周面１１ａ’に到達した光は、内周面１１ａ’を出射するときに、殆ど散乱することなく撮像素子２０の撮像面２０ａから遠ざかる方向に屈折する。その結果、撮像素子２０の撮像面２０ａに光源部３０からの光が入射することがなくなり、フレアを防止することができる。
なお、内周面１１ａ’の表面粗さＲａは、１．６μｍ以下にすると、滑らかな面仕上げとなって、出射面からの散乱光が減り、略鏡面とみなすことができる。
また、内周面１１ａ’の表面粗さＲａを０．２μｍ以下にすれば、更に散乱光の強度が略無視できる程度の強度になるので好ましい。

第四実施形態
図４は本発明の参考例としての第四実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。
第四実施形態の撮像モジュールでは、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’が、径が撮像素子２０に近づくほど大きくなるように形成された傾斜面をなし、且つ、この傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θがｓｉｎ^-1（１／ｎ）以上（但し、ｎはフランジ部１１ａを有するレンズ１１の屈折率）の角度を有する面で構成されている。
その他の構成は、第三実施形態の撮像モジュールと略同じである。

上述したように、強度を減衰されずにフランジ部１１ａの内周面１１ａ’に到達する光は、枠部材により遮光されない露出部位１１ａ２及びゲート跡１１ｃの端面１１ｃ１に入射した光のうち、撮像素子２０の撮像面２０ａに対し略平行に進む光である。
しかるに、第四実施形態の撮像モジュールによれば、径が撮像素子２０に近づくほど大きくなるように形成された傾斜面をなし、且つ、この傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θがｓｉｎ^-1（１／ｎ）以上（但し、ｎはフランジ部１１ａを有するレンズ１１の屈折率）の角度を有する面で構成されている。このような角度の傾斜面にすると、フランジ部１１ａの内部に入射し平行に進む光は、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’から出射せずに、内周面１１ａ’で反射される。このため、撮像面２０ａに光が到達しなくなり、フレアを防止することができる。

フランジ部１１ａを有するレンズ１１の射出成型には、樹脂材料として、例えば、アクリル（屈折率１．４９程度）、シクロオレフィンポリマー（屈折率１．５〜１．５３程度）、ポリカーボネイト（屈折率１．５８〜１．６５程度）、非晶質ポリエステル共重合樹脂（屈折率１．６〜１．６３程度）を用いることができる。

しかるに、例えば、フランジ部１１ａを有するレンズ１１を屈折率が１．４９の樹脂を用いて射出成型する場合には、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θが４２．２°以上になるようにする（言い換えれば、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角が４７．８°未満になるようにする）とよい。

また、例えば、フランジ部１１ａを有するレンズ１１を、屈折率が１．５６の樹脂を用いて射出成型する場合には、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θが３９．９°以上になるようにする（言い換えれば、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角が４０．１°未満になるようにする）とよい。

また、例えば、フランジ部１１ａを有するレンズ１１を、屈折率が１．６５の樹脂を用いて射出成型する場合には、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θが３７．３°以上になるようにする（言い換えれば、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角が４２．７°未満になるようにする）とよい。

フランジ部１１ａを有するレンズ１１を小型化するためには、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜角度（即ち、撮像素子２０の撮像面２０ａに対する垂線とフランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面とのなす角度）が極力小さい方が望ましい。ここで、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜角度は、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θに等しい。
上述のように、屈折率が１．５６以上の樹脂を用いると、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’の傾斜面に対する垂線と撮像素子２０の撮像面２０ａとのなす角度θを４０°未満の値にすることができ（例えば、屈折率が１．５６の樹脂を用いた場合は、３９．９°≦θ＜４０°、屈折率が１．６５の樹脂を用いた場合は、３７．３°≦θ＜４０°となるようにすることができる）、フランジ部１１ａを有するレンズ１１の小型化に有利となる。

第五実施形態
図５は本発明の参考例としての第五実施形態にかかる撮像モジュールの製造方法の要部説明図である。
第五実施形態の撮像モジュールの製造方法は、次の手順を含んでいる。
まず、フランジ部１１ａを有するレンズ１１におけるフランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０の撮像面２０ａに突き当て、図示省略した光硬化型接着剤等の接着剤を用いて固定する。これにより、フランジ部１１ａを有するレンズ１１における撮像素子２０側の面及び撮像素子２０の撮像面２０ａは外気から遮断された状態となる。
次いで、フランジ部１１ａを有するレンズ１１のレンズ部１１ｂにおける物体側の面１１ｂ１にコーティングを施す。詳しくは、例えば、図５に示すように、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０に突き当て固定されたフランジ部１１ａを有するレンズ１１におけるフランジ部１１ａの外周面１１ａ”における最もレンズ部１１ｂに近い部位にコートヤトイ５１を介在させる。次いで、レンズ部１１ｂにおける物体側の面１１ｂ１に、レンズとしての機能を強化（例えば、傷防止、反射防止、紫外線カット、耐衝撃性の向上等）するための所定の樹脂等のコーティングを施す。

第五実施形態の撮像モジュールの製造方法によれば、撮像素子２０の撮像面２０ａをレンズ１１のフランジ部１１ａを介して密封した後にコーティングを行うので、コーティング時に発生するゴミがフランジ部１１ａを有するレンズ１１の撮像素子２０側の面に付着することがなくなる。その結果、コーティング時に発生するゴミが撮像面２０ａに落下することがなくなり、ゴミの映りこみのない良質な画像が得られる。

第六実施形態
図６は本発明の参考例としての第六実施形態にかかる撮像モジュールの組立方法の説明図であり、(a)は組立工程の手順を示す説明図、(b)は(a)の組立工程における第１の切断工程におけるゲート跡の切断位置を示す説明図である。
第六実施形態の撮像モジュールの組立方法による撮像モジュールの組立は、図６(a)に示す手順で行う。

まず、射出成型によりフランジ部１１ａを有するレンズ１１を製造する。射出成型時には、レンズ１１におけるフランジ部１１ａの外周面１１ａ”の一部にゲート跡１１ｃが繋がっている。
次いで、ゲート跡１１ｃを、フランジ部１１ａにおけるゲート跡１１ｃを含まない位置から所定長残るように切断する。即ち、図６(b)に示すように、ゲート跡１１ｃにおけるフランジ部１１の外周面１１ａ”から所定長離れた部位を切断する（第１の切断）。この場合、１ｍｍ以上離れた部位を切断すると、後述する把持部材５２を介したゲート部１１ｃの把持を確実に行うことができるので好ましい。

次いで、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０の撮像面２０ａに突き当て、図示省略した光硬化型接着剤等の接着剤を用いて固定する。その突き当ては、フランジ部１１ａに残されたゲート跡１１ｃを把持部材５２で把持しながら行う。なお、フランジ部１１ａの外周面１１ａ”を図示省略した保持手段で保持又は吸着手段で吸着しながら撮像素子２０の撮像面２０ａに突き当ててもよい。
次いで、フランジ部１１ａを有するレンズ１１に対して、枠部材１３や、フランジ部１１ａを有するレンズ１１に組み合わせるレンズ１２など他の光学部材を組み付ける。

次いで、ゲート跡１１ｃを再度切断する（第２の切断）。このとき、ゲート跡１１ｃを残しすぎてしまうと、フランジ部１１ａを有するレンズ１１全体が大きくなり、その結果撮像モジュール全体が大きくなってしまう。特に内視鏡のような小型化が望まれる製品においては、撮像モジュールを構成するレンズの組部材からのゲート跡１１ｃの突出量（ここでは枠部材１３の外周面からのゲート跡１１ｃの突出量）が０．３ｍｍ以下にするのが好ましい。

第六実施形態の撮像モジュールの組立方法によれば、撮像素子２０の撮像面２０ａをレンズ１１のフランジ部１１ａを介して密封した後に、ゲート跡１１ｃの切断（第２の切断）を行うようにしたので、ゲート跡１１ｃの切断時に発生するゴミがフランジ部１１ａを有するレンズ１１の撮像素子２０側の面に付着することがなくなる。その結果、ゲート跡１１ｃの切断時に発生するゴミが撮像面２０ａに落下することがなくなり、ゴミの映りこみのない良質な画像が得られる。なお、ゲート跡１１ｃは、第１の切断においても切断するが、第１の切断においては、ゲート跡１１ｃにおけるフランジ部１１の外周面１１ａ”から所定長離れた部位を切断するため、ゲート跡１１ｃの切断時に発生するゴミがフランジ部１１ａを有するレンズ１１の撮像素子２０側の面に到達するのを防ぐことができる。
また、ゲート跡１１ｃを把持しながらフランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０への突き当てを行うようにしたので、レンズ部１１ｂに接触せず、レンズ面に傷が付くことがない。

なお、図６の例では第１の切断の後、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０に突き当て、次いで、フランジ部１１ａを有するレンズ１１に対して所定の光学部材（枠部材１３、レンズ１２等）を組み付ける手順で組立を行っているが、フランジ部１１ａを有するレンズ１１に対して所定の光学部材（枠部材１３、レンズ１２等）を組み付けた後に、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０に突き当てる手順で組立を行ってもよい。
なお、ゲート跡１１ｃの露出部には、遮光性の接着剤又は塗料を塗布すると好ましい。このようにすると、照明素子３０からの光を遮光して、フレアを防止し易くなる。

第七実施形態
図７は本発明の参考例としての第七実施形態にかかる撮像モジュールの組立方法における要部の組立工程の手順を示す説明図である。
第七実施形態の撮像モジュールの組立方法は、第六実施形態の撮像モジュールの組立方法の変形例であり、第１の切断後の手順が、図７に示すように第六実施形態と異なる。

第七実施形態の撮像モジュールの組立方法では、第１の切断後、フランジ部１１ａにおけるゲート跡１１ｃを含まない位置から所定長残されたゲート跡１１ｃを把持部材５２で把持する。
次いで、把持部材５２で把持された状態のフランジ部１１ａを有するレンズ１１に対して、枠部材１３や、フランジ部１１ａを有するレンズ１１に組み合わせるレンズ１２など他の光学部材を組み付ける。
次いで、組み付けた部材における、ゲート跡１１ｃを把持部材５２で把持しながら、フランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０の撮像面２０ａに突き当て、図示省略した光硬化型接着剤等の接着剤を用いて固定する。

次いで、第六実施形態の撮像モジュールの組立方法と同様に、ゲート跡１１ｃを再度切断する（第２の切断）。
次いで、ゲート跡１１ｃの露出部に遮光性の接着剤１７又は塗料（図示省略）を塗布する。

第七実施形態の撮像モジュールの製造方法によれば、第六実施形態の撮像モジュールの組立方法と同様、撮像素子２０の撮像面２０ａをレンズ１１のフランジ部１１ａを介して密封した後に、ゲート跡１１ｃの切断（第２の切断）を行うようにしたので、ゲート跡１１ｃの切断時に発生するゴミがフランジ部を有するレンズの撮像素子側の面に付着することがなくなる。その結果、ゲート跡の切断時に発生するゴミが撮像面に落下することがなくなり、ゴミの映りこみのない良質な画像が得られる。なお、ゲート跡１１ｃは、第１の切断においても切断するが、第１の切断においては、ゲート跡１１ｃにおけるフランジ部１１ａの外周面１１ａ”から所定長離れた部位を切断するため、ゲート跡１１ｃの切断時に発生するゴミがフランジ部１１ａを有するレンズ１１の撮像素子２０側の面に到達するのを防ぐことができる。
また、ゲート跡１１ｃを把持しながら他の光学部材の組み付け及びフランジ部１１ａの先端部１１ａ１を撮像素子２０への突き当てを行うようにしたので、レンズ部１１ｂに接触せず、レンズ面に傷が付くことがない。
また、ゲート跡１１ｃの露出部に遮光性の接着剤又は塗料を塗布するようにしたので、照明素子３０からの光を遮光して、フレアを防止し易くなる。

第八実施形態
図８は本発明の参考例としての第八実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。
第八実施形態の撮像モジュールは、射出成型により製造されたフランジ部１１ａを有するレンズ１１と、レンズ１１の周囲に配置された照明素子（図示省略）とを含む撮像モジュールにおいて、射出成型時に形成されたゲート跡１１ｃの切断面（端面１１ｃ１）が、ゲート跡１１ｃの長手方向に垂直な面に対して傾斜するように切断されている。

第八実施形態の撮像モジュールによれば、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１が、ゲート跡１１ｃの長手方向に垂直な面に対して傾斜するように切断されているので、ゲート跡１１ｃに入射する光の殆どは、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１に対して斜めに入射する。ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１に対して斜めに入射した光は、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１で屈折させられてゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２に入射し、ゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２で反射を繰り返す。また、ゲート跡１１ｃに入射する光の一部は、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１に対して垂直に入射する。このとき、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１はゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２に対して傾斜している。このため、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１に対して垂直に入射した光は、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１を透過してゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２に入射し、ゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２で反射を繰り返す。このように、ゲート跡１１ｃに入射する光は、いずれもゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１を通過した後、ゲート跡１１ｃの側面１１ｃ２で反射を繰り返させられる。これにより、フランジ部１１ａには、強度を減衰された散乱光が入射する。しかるに、上述したように、強度を減衰されずにフランジ部１１ａの内周面１１ａ’に到達する光は、枠部材により遮光されない露出部位１１ａ２及びゲート跡１１ｃの端面１１ｃ１に入射した光のうち、撮像素子２０の撮像面２０ａに対し略平行に進む光であり、散乱光は内周面１１ａ’に到達するまでの間に強度がさらに減衰される。その結果、フランジ部１１ａの内周面１１ａ’から出射する光は、極めて微量且つ微弱な光となり、撮像面２０ａに殆ど入射しなくなるので、フレアが軽減される。

なお、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１には、遮光性の接着剤又は塗料が塗布されているのが好ましい。このようにすると、照明素子３０からの光を遮光して、より確実にフレアを防止することができる。
なお、本実施形態の撮像モジュールでは、ゲート部１１ｃの切断面１１ｃ１を上述のように斜めに切断したことにより、照明素子３０からの光の強度を弱める効果が得られるため、ゲート跡１１ｃの切断面１１ｃ１に塗布する遮光性の接着剤又は塗料は、半透明程度の遮光性があれば、十分にフレア防止の効果が得られる。

第九実施形態
図９は本発明の参考例としての第九実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。
第九実施形態の撮像モジュールは、フランジ部１１ａを有するレンズ１１と、レンズ１１の周囲に配置された照明素子３０とを含む撮像モジュールにおいて、照明素子３０が、フランジ部１１ａを有するレンズ１１の中心Ｏとゲート跡１１ｃの中心部１１ｃｏとを結んだ延長線Ｌ１上から外れた位置に配置されている。なお、図９中、１１ｃｅはゲート跡１１ｃの端部である。

第九実施形態の撮像モジュールによれば、照明素子３０からの強度の強い光がゲート跡１１ｃに入射し難くなるので、フレアを軽減させることができる。

第十実施形態
図１０は本発明の参考例としての第十実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図、図１１は図１０の変形例にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。
第十実施形態及びその変形例の撮像モジュールは、フランジ部１１ａを有するレンズ１１と、レンズ１１の周囲に配置された照明素子３０とを含む撮像モジュールにおいて、照明素子３０が、フランジ部１１ａを有するレンズ１１の中心Ｏとゲート跡１１ｃの端部１１ｃｅとを結んだ延長線で挟まれる範囲Ａ１から外れた位置に配置されている。

第十実施形態の撮像モジュールによれば、照明素子３０からゲート跡１１ｃへ入射する光が更に制限されるため、より確実にフレアを防止することができる。

なお、本発明及び本発明の参考例としての撮像モジュールは、上述した各実施形態のそれぞれの構成に限定されるものではなく、各実施形態の構成を任意に組み合わせて構成するとより好ましい。各実施形態の構成を組み合わせれば、各実施形態における効果が相乗的に奏されることになり、より鮮明な画像を取得できるようになる。

以上説明した上記各実施形態の撮像モジュールの効果は、カプセル内視鏡や一般の内視鏡など、小型化が求められている光学装置に用いた場合に、特に顕著なものとなる。
そこで、次に本発明の撮像モジュールを用いた内視鏡の構成例を示す。

実施例１
図１２は本発明又は本発明の参考例としての実施例１にかかる撮像モジュールを用いたカプセル内視鏡の概略構成を示す断面図である。
図１２のカプセル内視鏡は、透明カバー６１ａと内視鏡本体ハウジング６１ｂとからなるカプセル６１の内部に、撮像モジュール６２と、制御基板６３と、電池６４と、無線装置６５を有している。
透明カバー６１ａは、略半球形状に形成されており、内視鏡本体ハウジング６１ｂの先端に設けられている。
撮像モジュール６２は、図７に示した第七実施形態の撮像モジュールの組立方法により組み立てられた撮像モジュールと同様に構成され、透明カバー６１ａの内部に配置されている。なお、撮像モジュール６２には、上記各実施形態における撮像モジュール、撮像モジュールの製造方法により製造された撮像モジュール、撮像モジュールの組立方法により組み立てられた撮像モジュールのいずれを用いてもよい。
制御基板６３は、撮像モジュール６２に備わる発光素子３０を駆動制御する回路、撮像モジュール６２に備わる撮像素子２０を駆動制御する回路、撮像素子２０で撮像された信号を画像信号に生成する回路、及び無線装置６５を駆動制御する回路等６３ａを備えている。
電池６４は、撮像素子２０、制御基板６３における各回路、無線装置６５等に電力を供給する。
無線装置６５は、撮像素子２０で撮像された信号を画像信号に生成する回路により生成された画像信号を電波として外部の受信装置に送信する。

実施例２
図１３は本発明又は本発明の参考例としての実施例２にかかる撮像モジュールを備えた内視鏡の概略構成を示す断面図である。
実施例２の内視鏡は、透明カバー６１ａ’と内視鏡本体ハウジング６１ｂ’とからなる先端挿入部６１’の内部に、撮像モジュール６２’と、制御基板６３’を有している。なお、図１３中、６４’は鉗子孔である。
透明カバー６１ａ’は、略半円筒形状に形成されており、内視鏡本体ハウジング６１ｂ’の先端に設けられている。
撮像モジュール６２’は、図７に示した第七実施形態の撮像モジュールの組立方法により組み立てられた撮像モジュールと同様に構成され、透明カバー６１ａ’の内部に配置されている。なお、撮像モジュール６２’には、上記各実施形態における撮像モジュール、撮像モジュールの製造方法により製造された撮像モジュール、撮像モジュールの組立方法により組み立てられた撮像モジュールのいずれを用いてもよい。
制御基板６３’は、撮像モジュール６２’に備わる発光素子３０を駆動制御する回路、撮像モジュール６２’に備わる撮像素子２０を駆動制御する回路、及び撮像素子２０で撮像された信号を画像信号に生成する回路等６３ａ’を備えている。

内視鏡のような小型の観察装置、特にカプセル内視鏡のような人体内部の消化器を観察する装置においては、極く僅かでも小型化することによって患者への負担軽減度が非常に大きくなってくる。このため、内視鏡、特にカプセル内視鏡においては、全体の径を極力細くするために、略同一平面上においてフランジ部を有するレンズを撮像素子に突き当てた構成とするとともにその周囲にＬＥＤなどの小型の照明素子を環状に配置することが望まれる。
しかし、そのような構成にすると、上述のようにフレア光やゴミの混入等の問題が生じ易く、鮮明な画像が得られ難い。
しかるに、図１２、図１３に示した実施例１、２のカプセル内視鏡、内視鏡によれば、本実施形態の撮像モジュールを用いたので、フレアやゴミの混入を防止して、鮮明な画像を取得することができる。

本発明の撮像モジュールは、例えば、カプセル内視鏡や一般の内視鏡等、小型化かつ高精度化が要求される、小型撮像素子を備えた観察装置を製造、及び使用する分野に有用である。

本発明の参考例としての第一実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。本発明の第二実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。本発明の参考例としての第三実施形態にかかる撮像モジュールの概略構成を示す説明図である。本発明の参考例としての第四実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。本発明の参考例としての第五実施形態にかかる撮像モジュールの製造方法の要部説明図である。本発明の参考例としての第六実施形態にかかる撮像モジュールの組立方法の説明図であり、(a)は組立工程の手順を示す説明図、(b)は(a)の組立工程における第１の切断工程におけるゲート跡の切断位置を示す説明図である。本発明の参考例としての第七実施形態にかかる撮像モジュールの組立方法における要部の組立工程の手順を示す説明図である。本発明の参考例としての第八実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。本発明の参考例としての第九実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。本発明の参考例としての第十実施形態にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。図１０の変形例にかかる撮像モジュールの要部の構成を示す説明図である。本発明又は本発明の参考例としての実施例１にかかる撮像モジュールを用いたカプセル内視鏡の概略構成を示す断面図である。本発明又は本発明の参考例としての実施例２にかかる撮像モジュールを備えた内視鏡の概略構成を示す断面図である。フランジ部を有するレンズを撮像素子に突き当てた従来の撮像装置における一つの問題点を示す説明図である。フランジ部を有するレンズを撮像素子に突き当てた従来の撮像装置における他の問題点を示す説明図である。フランジ部を有するレンズを撮像素子に突き当てた従来の撮像装置におけるさらに他の問題点を示す説明図であり、(a)は断面図、(b)はゲート跡側から見た図である。

１０結像レンズ
１１，１２レンズ
１１ａフランジ部
１１ａ’ フランジ部の内周面
１１ａ” フランジ部の外周面
１１ａ１フランジ部の先端部
１１ａ２枠部材により遮光されない露出部位
１１ｂレンズ部
１１ｂ１レンズ部における物体側の面
１１ｃゲート跡
１１ｃ１ゲート跡の端面
１１ｃ２ゲート跡の側面
１１ｃｅゲート跡の端部
１１ｃｏゲート跡の中心部
１３枠部材
１３ａ枠部材の先端部
１４明るさ絞り
１５光硬化型接着剤
１６露出領域
１７遮光性の接着剤
２０撮像素子
３０照明素子
３０ａ発光面（発光範囲）
３１遮光部材
４０基板
４０ａ撮像素子を保持する部位
４１支持板
５１コートヤトイ
５２把持部材
６１カプセル
６１ａ，６１ａ’透明カバー
６１ｂ，６１ｂ’内視鏡本体ハウジング
６２，６２’ 撮像モジュール
６３，６３’ 制御基板
６３ａ，６３ａ’回路等
６４電池
６４’ 鉗子孔
６５無線装置
７１フランジ部を有するレンズ
７１ａフランジ部
７１ｂレンズ部
７１ｃゲート跡
７２レンズ
７３遮光部材
７３ａ遮光部材の先端部
８０撮像素子
８０ａ撮像素子の撮像面
９０照明素子
Ａ１フランジ部を有するレンズの中心とゲート跡の端部とを結んだ延長線で挟まれる範囲
Ｌ１フランジ部を有するレンズの中心とゲート跡の中心部とを結んだ延長線
Ｏフランジ部を有するレンズの中心

Claims

フランジ部を有するレンズと該レンズにおける該フランジ部の先端部近傍を除く外周面を遮光する枠部材とを含むレンズの組部材と、前記フランジ部の先端部が突き当てられる撮像素子と、前記レンズの組部材及び前記撮像素子の周囲に配置された照明素子と、を含む撮像モジュールにおいて、
前記フランジ部における、前記枠部材により遮光されない露出部位に、前記照明素子の発光面からの出射光が直接届かないように、該照明素子を備えるとともに、
前記フランジ部の先端部と前記撮像素子との突き当て部位に光硬化型接着剤を介在させ、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間より、該フランジ部の先端部と該撮像素子との突き当て部位に、光を入射させることによって、前記フランジ部を有するレンズと該撮像素子とが接着固定され、
前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間が、遮光性の接着剤で封止されている
ことを特徴とする撮像モジュール。
前記フランジ部における前記枠部材により遮光されない露出部位が、前記照明素子の発光面に比べて像側に位置するように、該フランジ部と該照明素子とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記照明素子における、前記露出部位を照射可能な範囲が、遮光部材で遮光されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
フランジ部を有するレンズと該レンズにおける該フランジ部の先端部近傍を除く外周面を遮光する枠部材とを含むレンズの組部材と、前記フランジ部の先端部が突き当てられる撮像素子と、前記レンズの組部材及び前記撮像素子の周囲に配置された照明素子と、を含む撮像モジュールにおいて、
前記照明素子は、前記フランジ部における、前記枠部材により遮光されない露出部位に、前記照明素子の発光面からの出射光が直接届かないように、該照明素子の発光面における、前記露出部位を照射可能な範囲が、遮光部材で遮光されているとともに、
前記フランジ部の先端部と前記撮像素子との突き当て部位に光硬化型接着剤を介在させ、前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間より、該フランジ部の先端部と該撮像素子との突き当て部位に、光を入射させることによって、前記フランジ部を有するレンズと該撮像素子とが接着固定され、
前記枠部材の先端部と前記撮像素子との間が、遮光性の接着剤で封止されていることを特徴とする撮像モジュール。