JPH11261861A - レンズ鏡枠用撮像ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ鏡枠への組立性を向上させ、撮像ユニ
ットを備えたレンズ鏡枠全体の小型化及び低コスト化を
図ることの可能な撮像ユニットを提供する。 【解決手段】 基板２に搭載した撮像素子チップ１の受
光部１ａにレンズ兼用カバー部材４の中央突出保持部４
ｂを透明接着剤を介して密着し、ボンディングワイヤ３
部分を間隙部４ｅに配置して、フランジ部４ｄを基板に
接着し防塵構成として、撮像素子チップをカバー部材で
保護した撮像ユニット５を構成する。そして、カバー部
材の脚部４ｃをレンズ鏡枠７の嵌合穴に嵌合させ、フラ
ンジ部４ｄをレンズ鏡枠の端部に当接させて光軸方向の
位置決めを行って固定し、レンズ鏡枠と撮像ユニットと
を一体的に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、撮影レンズ鏡枠
に組み込んで用いられるベアチップ状の撮像素子（以
下、撮像素子チップという）を用いたレンズ鏡枠用撮像
ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像素子を組み込んだ撮影レンズ
ユニットとして、図５に示すような構成のものが知られ
ている。すなわち、撮影レンズユニット101 は、主に複
数のレンズが予め組み込まれた撮影レンズ鏡枠102 と、
赤外カットフィルタなどの平板状の光学素子103 と、所
定のパッケージに実装された撮像素子105 等から構成さ
れている。そして、撮影レンズ鏡枠102 の一部に一体的
に設けた凹部に、弾性変形用のクッションゴム104 を挟
んで光学素子103 と撮像素子105 を配置し、取り付け部
材となる基板106 を覆せて撮影レンズ鏡枠102 にネジ止
め等で取り付けている。なお、107 は撮像素子105 の端
子に接続されたフレキシブルプリント基板である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな撮影レンズユニットを内蔵した、例えば電子的撮像
装置においては、機器自体の小型化及び低コスト化が急
速に進められているが、撮影レンズユニットにおいては
基本的な構成が変わらないため、小型化及び低コスト化
の面で、十分には対応できていないのが現状である。

【０００４】そこで、撮像素子と撮影レンズ部を一体的
に組み合わせて小型化を図ろうとした撮影レンズユニッ
トを、本件出願人が先に特願平８−２８５８７１号にお
いて提案した。この提案に係る撮影レンズユニットは、
図６に示すように、セラミック基板201 の凹部に撮像素
子チップ202 を保持し、ボンディングワイヤ203 で撮像
素子チップ202 をセラミック基板201 に電気的に接続
し、ワイヤボンディング接続部との干渉を避けるように
段付形状のレンズ204 を撮像素子チップ202 の受光部に
接着したもので、この構成により小型化を図っている。
また、特開平９−１２１０４０号公報には、図７に示す
ように、レンズ301 を一体的に形成したレンズ取付け部
材302 の脚部の内側に位置決め傾斜面304 を設け、該傾
斜面304 を基板305 上に載置した撮像素子306 の上面の
エッジに接触させ、撮像素子306 にダメージを与えずに
位置決めして組立ができるようにした半導体光学装置に
ついて開示がなされている。また、特許第２６５９１４
６号公報には、光検出素子上に取り付け穴に嵌合した光
透過性の位置決め兼固定用の突起を配置して構成した光
検出器について開示がなされている。

【０００５】しかしながら、実際の電子的撮像装置にお
ける撮影レンズユニットにおいては、１つのレンズのみ
で構成されるのはまれであって、単焦点光学系であって
も、通常は２枚以上のレンズで構成されている。これに
対して、上記先に提案したものあるいは上記各公報開示
のものにおいては、撮像素子に直接レンズ部等の一部を
接着などにより一体化したものについては、提案や開示
がなされているが、これらは、単に単一のレンズに対す
る撮像素子などの組み合わせ構成に関するものであっ
て、通常複数のレンズをもつ撮影レンズユニットにおけ
るレンズ鏡枠に対しての撮像素子の組み合わせ構成や、
レンズ鏡枠全体の小型化や低コスト化については考慮が
なされていない。

【０００６】本発明は、従来の上記問題点を解消するた
めになされたもので、請求項１に係る発明は、レンズ鏡
枠への組立性を向上させ、撮像ユニットを備えたレンズ
鏡枠全体の小型化及び低コスト化を図ることの可能な撮
像ユニットを提供することを目的とする。請求項２に係
る発明は、レンズ鏡枠への組立性を向上させると共に、
撮像ユニットを備えたレンズ鏡枠の一層の小型化及び低
コスト化を図ることの可能な撮像ユニットを提供するこ
とを目的とする。請求項３に係る発明は、レンズ鏡枠へ
の組立性を一層向上させることの可能な撮像ユニットを
提供することを目的とする。請求項４及び５に係る発明
は、同様にレンズ鏡枠への組立性を一層向上させること
の可能な撮像ユニットを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、受光部を有する撮像素子チ
ップと、該撮像素子チップを実装した基板と、該基板に
実装された撮像素子チップを保護するカバー部材とを備
え、該カバー部材は透明部材で形成されていると共に、
レンズ鏡枠への位置決め手段を一体的に設けてレンズ鏡
枠用撮像ユニットを構成するものである。このように、
撮像素子チップを保護するカバー部材にレンズ鏡枠への
位置決め手段を一体的に設けているので、撮像ユニット
をレンズ鏡枠へ直接容易に位置決めして実装することが
でき、組立性を向上させることができると共に、撮像ユ
ニットを備えたレンズ鏡枠の小型化と低コスト化を図る
ことかできる。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係るレ
ンズ鏡枠用撮像ユニットにおいて、前記カバー部材の一
部に前記撮像素子チップへの光学系を構成するレンズ部
を一体的に形成していることを特徴とするものである。
このようにカバー部材の一部にレンズ部を形成すること
により、レンズ鏡枠に保持されるレンズ枚数を削減する
ことができ、レンズ鏡枠への組立性を向上させると共
に、レンズ鏡枠の一層の小型化と低コスト化を図ること
ができる。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
係るレンズ鏡枠用撮像ユニットにおいて、前記カバー部
材の一部に前記レンズ鏡枠への保持手段を一体的に形成
していることを特徴とするものである。このように、カ
バー部材の一部にレンズ鏡枠への保持手段を形成するこ
とにより、レンズ鏡枠との組立性を一層向上させ、小型
化並びに低コスト化を図ることができる。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に係るレンズ鏡枠用撮像ユニットにおいて、
前記カバー部材を、前記基板に実装された撮像素子チッ
プの接続配線部に接触せず跨ぐようにして、該接続配線
部を含み撮像素子チップ全体を覆うように形成すること
を特徴とするものである。このように構成することによ
り、撮像素子チップの接続配線部に損傷を与えずにカバ
ー部材を配置することができ、撮像ユニットの組立性を
向上させることができる。

【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に係るレンズ鏡枠用撮像ユニットにおいて、
前記カバー部材と前記基板に実装された撮像素子チップ
の受光部との間に、一方の面は受光部に密着し、他方の
面はカバー部材に密着するように配置された、撮像素子
チップの接続配線部のための間隙部形成用の透明部材を
備えていることを特徴とするものである。このように構
成することにより、間隙部形成用の透明部材により撮像
素子チップの受光部が保護され、カバー部材の取り付け
時に受光部へ損傷を与えることはなく、また接続配線部
も保護されるので、撮像ユニットの組立性を向上させる
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１の（Ａ）は本発明に係るレンズ鏡枠用撮像ユニ
ットの第１の実施の形態の側面断面図であり、図１の
（Ｂ）はカバー部材の表面側からみた要部正面図であ
る。図１の（Ａ），（Ｂ）において、１はＣＣＤ撮像素
子チップで、受光部１ａの他にアナログ出力回路、メモ
リ回路、クロック発生回路、ダイナミックレンジ拡大回
路等の周辺回路が一体的に形成されている。該ＣＣＤ撮
像素子チップ１は基板２上に搭載され、基板側の配線と
ボンディングワイヤ３で電気的に接続されている。な
お、基板２はフレキシブル基板あるいはハード基板のい
ずれでもよい。４はＣＣＤ撮像素子チップ１を保護する
ための透明プラスチック材の成型品で形成されたカバー
部材で、ＣＣＤ撮像素子チップ１の受光部への光学系を
構成するレンズ部４ａが一体的に形成されており、また
レンズ部４ａの背面側にはＣＣＤ撮像素子チップ１の受
光部に密着する中央突出保持部４ｂが設けられている。
更にカバー部材４の外周部には光軸方向に延びる脚部４
ｃと、該脚部４ｃの下端部より外向きに延びるフランジ
部４ｄが一体的に形成されている。したがって、これら
の中央突出保持部４ｂ，脚部４ｃなどにより、カバー部
材４のレンズ部４ａの背面側には、環状の間隙部４ｅが
形成されるように構成されている。なお、このカバー部
材４は赤外カット機能を有する素材の成型により形成し
てもよい。

【００１３】そして、このように構成されているレンズ
兼用カバー部材４には、撮像素子チップ１を搭載した基
板２を、撮像素子チップ１の受光部１ａを中央突出保持
部４ｂに透明接着剤を介して密着させ、ボンディングワ
イヤ３部分を間隙部４ｅに配置して、フランジ部４ｄに
接着し防塵構成とし、一体化された撮像ユニット５を構
成する。なお、６は基板２の裏面に実装された撮像素子
駆動用ＩＣであるが、このＩＣ６は基板２の撮像素子チ
ップ実装面に実装することもできる。

【００１４】このように構成された撮像ユニット５は、
そのカバー部材４の脚部４ｃを、複数のレンズを保持し
ているレンズ鏡枠７の嵌合穴に嵌合させて光軸に対して
直角方向の位置決めを行い、フランジ部４ｄをレンズ鏡
枠７の端部に当接させて光軸方向の位置決めを行って固
定し、撮像ユニット５とレンズ鏡枠７との組み立て体、
すなわち撮影レンズユニット８を構成する。

【００１５】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図２の（Ａ）は第２の実施の形態の側面断面図で、
図２の（Ｂ）はその要部背面図である。図２の（Ａ），
（Ｂ）において、11はＣＣＤ撮像素子チップで、受光部
の他に周辺回路が一体的に形成されており、基板12上に
搭載され、ボンディングワイヤ13で基板側配線と電気的
に接続されている。なお、14は基板12の背面に実装され
たＣＣＤ撮像素子駆動用ＩＣで、15は基板12に接続され
たフレキシブルプリント基板を示しており、このフレキ
シブルプリント基板15は撮像装置の内部の撮像回路に接
続されるようになっている。16はＣＣＤ撮像素子チップ
11を保護するための透明プラスチック材の成型品で形成
されたカバー部材で、一方の面にはＣＣＤ撮像素子チッ
プ11の受光部11ａに密着する中央突出保持部16ａと、周
辺部に形成された一部２段の段状突出部16ｂとが一体的
に設けられており、他方の面には外周部に複数個（例え
ば３個）の位置決め用突起部16ｃと、レンズ鏡枠18への
保持部となる弾性をもたせた複数個のつめ止め部16ｄと
を等間隔に一体的に形成されている。したがって、これ
らの中央突出保持部16ａと段状突出部16ｂによりカバー
部材16の一方の面側には略環状の間隙部16ｅが形成され
るように構成されている。

【００１６】そして、このように構成されているカバー
部材16には、撮像素子チップ11を搭載した基板12を、撮
像素子チップ11の受光部11ａを中央突出保持部16ａに透
明接着剤を介して密着させ、ボンディングワイヤ13部分
を間隙部16ｅに配置して、段状突出部16ｂの一段目部分
に接着し防塵構成とし、一体化された撮像ユニット17を
構成する。

【００１７】このように構成された撮像ユニット17は、
そのカバー部材16の位置決め用突起部16ｃを、レンズ鏡
枠18の端部に配置された撮影レンズ19の周縁表面に直接
突き当てて、光軸方向の位置決めを行うと同時に、つめ
止め部16ｄをレンズ鏡枠18の端部外周部に形成されてい
る係止部18ａに係止させて、光軸に対して直角方向の位
置決めを行って、撮像ユニット17をレンズ鏡枠18に一体
的に組み合わせ、撮影レンズユニット20を構成する。

【００１８】本実施の形態においては、基板12がカバー
部材16の外周段状突出部16ｂの一段目部分に接着され、
二段目部分で囲まれるように構成されているため、撮像
ユニット17をレンズ鏡枠18に組み込む際に、基板12の破
損を防止することができる。なお、上記実施の形態にお
いても、カバー部材16は赤外カット機能を有する素材の
成型により形成してもよい。また、カバー部材16にレン
ズ部を一体的に形成することもでき、このように構成す
ることにより、撮影レンズの枚数を削減することがで
き、小型化並びに低コスト化を図ることができる。

【００１９】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図３の（Ａ）は第３の実施の形態の側面断面図で、
図３の（Ｂ）はその正面図である。図３の（Ａ），
（Ｂ）において、21はＣＣＤ撮像素子チップで、受光部
21ａの他に駆動部等の周辺回路21ｂが一体的に形成され
ており、基板22上に搭載され、ボンディングワイヤ23で
基板側配線と電気的に接続されている。24は基板22に実
装されたインターフェースＩＣで、25は基板22に接続さ
れたフレキシブルプリント基板を示している。なお、基
板22への各部品の実装は取付けを容易にするため片面実
装としている。26は透明スペーサ部材で、ＣＣＤ撮像素
子チップ21の受光部21ａに密着して配置するか透明接着
剤で接着されており、ＣＣＤ撮像素子チップ21のボンデ
ィングワイヤ23及びインターフェースＩＣ24の配設部分
にカバー部材が干渉しないように、間隙部27を形成する
ために用いられるものであり、したがって、その厚さは
特にボンディングワイヤ23に障害を与えないような間隙
部を形成できる厚さに設定されている。また、透明スペ
ーサ部材26の密着部は、受光部21ａ全面を覆う面積であ
って周辺回路21ｂの領域を越えない範囲に設定されてい
る。28はＣＣＤ撮像素子チップ21を保護するための透明
プラスチック材の成型品で形成されたカバー部材で、Ｃ
ＣＤ撮像素子チップ21の受光部21ａへの光学系を構成す
るレンズ部28ａが一体的に形成されており、外周部には
光軸方向に延びる脚部28ｂと、該脚部28ｂの下端部より
外向きに延びるフランジ部28ｃが一体的に形成されてい
る。

【００２０】そして、このように構成されているレンズ
兼用カバー部材28に、ＣＣＤ撮像素子チップ21を搭載し
た基板22を、ＣＣＤ撮像素子チップ21の受光部21ａを透
明スペーサ部材26を介してカバー部材28のレンズ部28ａ
の背面部に密着させながら、フランジ部28ｃに接着し防
塵構成とし、一体化された撮像ユニット29を構成する。

【００２１】このように構成された撮像ユニット29は、
第１の実施の形態と同様に、そのカバー部材28の脚部28
ｂをレンズ鏡枠の嵌合穴に嵌合させて光軸に対して直角
方向の位置決めを行い、フランジ部28ｃをレンズ鏡枠の
端部に当接させて光軸方向の位置決めを行って固定し、
撮像ユニットとレンズ鏡枠との組み立て体、すなわち撮
影レンズユニットを構成する。

【００２２】次に、このように構成された第３の実施の
形態の撮像ユニットを用いた電子的撮像装置の主たる電
子回路の構成例を図４に基づいて説明する。51は上記撮
像ユニットを構成している撮像素子チップで、受光部
（光電変換部）の他に、周辺回路として撮像素子を駆動
する駆動部、受光部から撮像信号を読み出す信号読み出
し部、映像信号への変換処理を行う映像プロセス部、映
像信号のダイナミックレンジの拡大などの処理を行う映
像信号加工部とを一体的に備えている。52は画像データ
の一時的な記憶に用いるバッファメモリ、53は装置全体
を制御するシステムコントローラ、54は電源及び基本ク
ロック発生回路である。55はシステムバスと電話送受信
部56とを接続するために用いる通信用Ｉ／Ｆ、57は画像
データを画像表示装置58へ転送するために用いる画像Ｉ
／Ｆ、59はモニタ端子60へ画像データを転送するために
用いるビデオＩ／Ｆ、61は画像データを外部シリアルバ
スへ転送するために用いる外部出力Ｉ／Ｆ、62は画像デ
ータをメモリカードへ記憶するために用いるカードＩ／
Ｆであり、図３の（Ａ），（Ｂ）に示したインターフェ
ースＩＣ24は、上記各Ｉ／Ｆの所定のブロックあるいは
複数の所定のブロックの機能をもつように構成されてい
るものである。

【００２３】上記各実施の形態においては、カバー部材
の中央突出保持部、あるいは透明スペーサ部材はＣＣＤ
撮像素子チップの受光部に接着するようにしたものを示
したが、これらは受光部の周囲に配設されている周辺回
路へ跨がって配置されるように構成してもよく、要はボ
ンディングワイヤの配設部に干渉しないような態様で配
置されれば差し支えない。また、上記各実施の形態にお
いては、ＣＣＤ撮像素子チップは基板側配線とボンディ
ングワイヤで電気的な接続を行うようにしたものを示し
たが、ボンディングワイヤを用いない、例えば突起電極
を用いたバンプ方式で接続を行うものを用いてもよく、
この場合はボンディングワイヤへの干渉を回避するため
の間隙部を設ける必要はなくなる。

【００２４】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１に係る発明によれば、撮像素子チップを保
護するカバー部材にレンズ鏡枠への位置決め手段を一体
的に設けているので、撮像ユニットをレンズ鏡枠へ直接
容易に位置決めして実装することができ、組立性を向上
させることができると共に、撮像ユニットを備えたレン
ズ鏡枠の小型化と低コスト化を図ることができる。請求
項２に係る発明によれば、カバー部材の一部にレンズ部
を形成しているので、レンズ鏡枠に保持されるレンズ枚
数を削減することができ、レンズ鏡枠への組立性を向上
させると共に、レンズ鏡枠の一層の小型化と低コスト化
を図ることができる。請求項３に係る発明によれば、カ
バー部材の一部にレンズ鏡枠への保持手段を形成してい
るので、レンズ鏡枠との組立性を一層向上させ、小型化
並びに低コスト化を図ることができる。請求項４に係る
発明によれば、撮像素子チップの接続配線部に損傷を与
えずにカバー部材を配置することができるため、撮像ユ
ニットの組立性を向上させることができる。請求項５に
係る発明によれば、カバー部材の基板への取り付け時に
撮像素子チップの受光部に損傷を与えることがなく、撮
像ユニットの組立性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ鏡枠用撮像ユニットの第１
の実施の形態を示す側面断面図及び要部正面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す側面断面図及
び要部背面図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す側面断面図及
び正面図である。

【図４】図３に示した第３の実施の形態に係る撮像ユニ
ットを用いた電子的撮像装置の主たる電子回路の構成例
を示すブロック構成図である。

【図５】従来の撮像ユニットを備えたレンズ鏡枠の構成
例を示す断面図である。

【図６】従来提案の撮像素子とレンズの組み合わせ態様
を示す断面図である。

【図７】従来の撮像素子とレンズの組み合わせ態様の他
の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，11，21 ＣＣＤ撮像素子チップ ２，12，22 基板 ３，13，23 ボンディングワイヤ ４ カバー部材 ４ａ レンズ部 ４ｂ 中央突出保持部 ４ｃ 脚部 ４ｄ フランジ部 ４ｅ 間隙部 ５ 撮像ユニット ６ 撮像素子駆動用ＩＣ ７ レンズ鏡枠 ８ 撮影レンズユニット 14 撮像素子駆動用ＩＣ 15 フレキシブルプリント基板 16 カバー部材 16ａ 中央突出保持部 16ｂ 段状突出部 16ｃ 位置決め用突起部 16ｄ つめ止め部 16ｅ 間隙部 17 撮像ユニット 18 レンズ鏡枠 18ａ 係止部 19 撮影レンズ 20 撮影レンズユニット 24 インターフェースＩＣ 25 フレキシブルプリント基板 26 透明スペーサ部材 27 間隙部 28 カバー部材 28ａ レンズ部 28ｂ 脚部 28ｃ フランジ部 29 撮像ユニット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光部を有する撮像素子チップと、該撮
   像素子チップを実装した基板と、該基板に実装された撮
   像素子チップを保護するカバー部材とを備え、該カバー
   部材は透明部材で形成されていると共に、レンズ鏡枠へ
   の位置決め手段を一体的に備えていることを特徴とする
   レンズ鏡枠用撮像ユニット。
2. 【請求項２】 前記カバー部材の一部に前記撮像素子チ
   ップへの光学系を構成するレンズ部が一体的に形成され
   ていることを特徴とする請求項１に係るレンズ鏡枠用撮
   像ユニット。
3. 【請求項３】 前記カバー部材の一部に前記レンズ鏡枠
   への保持手段が一体的に形成されていることを特徴とす
   る請求項１又は２に係るレンズ鏡枠用撮像ユニット。
4. 【請求項４】 前記カバー部材は、前記基板に実装され
   た撮像素子チップの接続配線部に接触せず跨ぐようにし
   て、該接続配線部を含み撮像素子チップ全体を覆うよう
   に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に係るレンズ鏡枠用撮像ユニット。
5. 【請求項５】 前記カバー部材と前記基板に実装された
   撮像素子チップの受光部との間に、一方の面は受光部に
   密着し、他方の面はカバー部材に密着するように配置さ
   れた、撮像素子チップの接続配線部のための間隙部形成
   用の透明部材を備えていることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に係るレンズ鏡枠用撮像ユニット。