JP2012019422A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子と光学部材との光学距離を保持するスペーサが、異物を効率よく保持するカメラモジュールを提供すること
【解決手段】撮像素子４１と、撮像素子４１の撮像面４２に被写体からの光を結像する光学部材２０と、撮像素子４１と光学部材２０との光学距離を規定するスペーサ３０とを有し、スペーサ３０で保持され撮像素子４１と光学部材２０との間隙が被写体からの光が通過する導光部６０であり、導光部６０に向いたスペーサ３０の壁面３０Ｄに、接触した異物を保持する保持手段８０を具備しているとともに、保持手段８０が設けられた壁面３０Ｄの面積が、光学部材２０から撮像素子４１に至る直筒内壁面３０Ｃの面積より広くなるよう壁面３０Ｄが変形されていることを特徴とするカメラモジュール
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機等に適用して好適なカメラモジュールに関するものである。

従来、カメラモジュールは、例えば、特許文献１に開示されるような、ごみ対策構造が知られている。そのカメラモジュールでは、撮像素子と、撮影レンズとの間に配設されるフィルタを有し、このフィルタと撮像素子の各非有効領域外部分に狭持され両者間に空間を形成するスペーサを備えており、前記スペーサの少なくとも前記空間に面する部位に粘着性を持たせ、前記空間内に浮遊しているごみが保持されるようになっている。

特開２００５−２１７５４６号公報

しかし、上記の従来例では、前記スペーサの空間部に面する垂直で平坦に切り出した断面部だけに異物を保持するための粘着性を持たせており、異物を保持する面積が極めて狭く、たとえ空間内に漂う異物が粘着性の壁面に至ったとしても、既に他の異物が付着しており新たな異物を保持できない場合があり、結果として保持されなかった異物が撮像面に落下付着し、取り込まれる画像に意図しない黒点として写り込んでしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、撮像素子と光学部材との光学距離を保持するスペーサが、異物を効率よく保持するカメラモジュールを提供するところにある。

本発明のカメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子の撮像面に被写体からの光を結像する光学部材と、前記撮像素子と前記光学部材との光学距離を規定するスペーサとを有し、前記スペーサで保持される前記撮像素子と前記光学部材との間隙が前記被写体からの光が通過する導光部であり、前記スペーサの前記導光部に向いた壁面には異物が接触した際に前記異物を保持する保持手段を具備しているとともに、前記保持手段が設けられた壁面の面積が、前記光学部材から前記撮像素子に至る直筒内壁面の面積より広くなるよう前記壁面が変形されていることを特徴とする
これにより、本発明は、光学部材と撮像素子との光学距離を規定、保持するために必要であるスペーサの壁面の面積をより広くしたため、スペーサ壁面に接触した異物を保持出来る面積が広がり、導光部である空間内に漂う異物が粘着性の壁面に至れば、他の付着異物に邪魔されることなく新たな異物を保持でき、光学部材と撮像素子との間の導光部全域に渡り、異物が光学部材および撮像素子の撮像面等に付着しにくくなり、取り込まれる画像に意図しない黒点として写り込んでしまうという問題を解決することが可能となる。

また本発明のスペーサは、前記保持手段が具備された壁面が前記撮像面に対し傾斜して
いることを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサが光学部材と撮像素子との光学距離を保持しつつ、スペーサ壁面の面積を拡大することができるため、スペーサの壁面が異物を保持する可能性が高くなり、異物が光学部材および撮像面に付着する可能性を確実に低減することができる。

また本発明のスペーサは、前記保持手段が具備された壁面と前記撮像面とのなす傾斜角度が９０°未満であることを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサの前記壁面が光学部材側から撮像素子側に向けて傾斜している為、撮像素子の組立がしやすくなるとともに、異物が撮像面に付着する可能性をより低減することができる。
さらにスペーサ壁面の面積が拡がることにより、スペーサの壁面が異物を保持する可能性が高くなり、異物が光学部材および撮像面に付着する可能性を低減することができる。

また、前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面が、前記光学部材から前記撮像面に向かって曲面状であることを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサ壁面の面積を拡大することができるため、スペーサの光学部材および壁面が異物を保持する可能性が高くなり、異物が撮像面に付着する可能性を低減することができる。

また、前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面が、前記光学部材から前記撮像面に向かって前記導光部を拡幅するものであることを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサ壁面の面積を拡大することができるため、スペーサの壁面が異物を保持する可能性が高くなり、異物が撮像面に付着する可能性を低減することができる。

また、前記保持手段が具備された壁面に凸部または凹部を有することを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサ壁面の面積を拡大することができるため、スペーサの壁面が異物を保持する可能性が高くなり、異物が光学部材および撮像面に付着する可能性を低減することができる。

また、前記スペーサは、両端に開口部を有する筒状体であって、一方の開口部が前記撮像素子と対向し、他方の開口部が前記光学部材と対向しており、前記筒状体は、前記撮像素子および前記光学部材と協働して前記導光部を閉空間としていることを特徴とする。
これにより、本発明は、スペーサは筒状にすることにより導光空間を閉空間とすることができるため、外部からの異物侵入も抑えることができるとともに、導光空間内に向いたスペーサの壁面が異物を保持することができる。
また、前記光学部材と前記スペーサとは同一材質で一体に形成されていることを特徴とする。
これにより、本発明は、光学部材とスペーサが同一材質で一体に形成されることで部品点数を減らすことができ製造工程を簡略化できるとともに、スペーサ壁面が異物を保持することができる為、異物が撮像面に付着する可能性を低減することができる。
また、前記保持手段は、前記壁面に配置された粘着材であることを特徴とする。
これにより、本発明は、保持手段が粘着剤であることで、スペーサ壁面が異物を保持することが確実にできる為、異物が撮像面に付着する可能性を低減することができる。また、自身では異物を保持する機能を有しない材質を用いたとしても、容易に異物保持機能を有するスペーサ壁面を実現することが可能となる。
また、前記保持手段は、前記壁面に塗布されたグリスであることを特徴とする。
これにより、本発明は、保持手段がグリスであることで、スペーサ壁面が異物を確実に保持することができる為、異物が撮像面に付着する可能性を低減することができる。また、自身では異物を保持する機能を有しない材質を用いたとしても、容易に異物保持機能を有するスペーサ壁面を実現することが可能となる。
また、前記スペーサは、前記光学部材を透過する光の一部を遮蔽する絞り機能を有することを特徴とする。
これにより、本発明は、光学部材に起因する乱反射による迷光の撮像面への影響を防止し、より鮮明な結像を得ることが可能となる。

本発明によれば、光学部材と撮像素子との光学距離を規定、保持するために必要であるスペーサの壁面の面積をより広くしたため、スペーサ壁面に接触した異物を保持出来る面積が広がり、導光部である空間内に漂う異物が粘着性の壁面に至れば、他の付着異物に邪魔されることなく新たな異物を保持でき、光学部材と撮像素子との間の導光部全域に渡り、異物が光学部材および撮像素子の撮像面等に付着しにくくなり、取り込まれる画像に意図しない黒点として写り込んでしまうという問題を解決することが可能となる。

本発明に係るカメラモジュールの第１実施形態の断面を説明する図である。 第１実施形態によるカメラモジュールのスペーサを説明する斜視図である。 図１要部拡大図である。 第２実施形態によるカメラモジュールの断面を説明する図である。 第３実施形態によるカメラモジュールの断面を説明する図である。 第４実施形態によるカメラモジュールの断面を説明する図である。 第５実施形態によるカメラモジュールの断面を説明する図である。 第６実施形態によるカメラモジュールの断面を説明する図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明のカメラモジュールの第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は本発明に係るカメラモジュールの概略断面図、図２は第１実施形態によるカメラモジュールのスペーサを説明する斜視図、図３は図１の要部拡大図である。
本実施形態のカメラモジュール１００は、鏡筒部材１０、この鏡筒部材１０内に順に挿入される光学部材２０、スペーサ３０を有し、さらに、ベース４０を搭載した基材５０を備えている。ベース４０を搭載した基材５０は、市販品として供給されるものであり、鏡筒部材１０に最終的に結合される。
鏡筒部材１０は合成樹脂材からなる一体成型品で、下方の矩形台枠部１１と、この矩形台枠部１１より小径の上方の円筒状部１２を有し、円筒状部１２の上端部は光束取入穴１３を有する上端板部１４で閉塞されている。矩形台枠部１１と円筒状部１２の間は、光軸直交壁（遮光壁）１５で接続されている。鏡筒部材１０の一端（図示下端）は矩形台枠部１１によって画成された開放端となっており、この矩形台枠部１１の底辺が基材５０の周縁部に接着固定されている。

光学部材２０（レンズ）は、その外周面が円筒状部１２の内周面１２Ａに嵌合されている。この光学部材２０は、ベース４０と対向していると共に、鏡筒部材１０の天井面に当接して光束取入穴１３に臨出している。なお、光学部材２０は実際には複数枚のレンズの組み合わせ体であるが、図面の煩雑さを避けるために単純化した形状の1枚のレンズとして図示している。

スペーサ３０は、鏡筒部材１０の矩形台枠部１１内に収納されるもので、図２に単体形状を示すように、両端に上開口部３１、及び下開口部３２を有する筒状体であって、全体として矩形をなし、中心部に導光部６０を有している。スペーサ３０の上下面には、光学部材２０とベース４０との光学距離を規定する環状の光軸直交基準面３０Ａと光軸直交基準面３０Ｂとが形成されている。このスペーサ３０は、上開口部３１が光学部材２０と対向し、下開口部３２がベース４０と対向しており、ベース４０および光学部材２０と協働して導光部６０を閉空間としている。また、このスペーサ３０の壁面３０Ｄは撮像素子４１に対して変形しており、壁面３０Ｄと撮像素子４１とのなす傾斜角度（θ）が約６０°となるよう傾斜している。つまり、壁面３０Ｄは撮像素子側が光学部材側に対して拡幅しており、その壁面３０Ｄの面積は、直筒内壁面３０Ｃと比較して約１．１５倍に拡がる。さらに、壁面３０Ｄには、異物を保持する保持手段としてグリス８０が壁面３０Ｄ全体に塗布されている。このグリス８０は、自己粘着性を有しており、基材としてフッソ合成オイルを用いたフッソ系グリスである。

組立の際に、導光部６０内に入り込んだ異物は、基材５０やスペーサ３０の壁面３０Ｄ等に付着しているが、外部からの振動等により、撮像素子４１上に移動する可能性がある。撮像素子４１の面積にもよるが、例えば携帯機器に使用される撮像素子４１は小型であり、画素は1辺が数μｍの矩形であるため、数μｍから数百μｍの大きさの異物が付着することにより、画質に影響が生じる可能性がある。
数μｍから数百μｍの大きさの異物は、図３に示すように、グリス８０を用いることにより捕捉、保持され、ベース４０の撮像素子４１や、光学部材２０等に付着しにくくなる。
なお、このグリス８０は、自己粘着性を有していればよく、スペーサ材料、あるいは使用条件から適宜選択することが可能であり、基材５０を取り付けた後においても、異物を捕捉、保持し続けるために、固化しないものであることが望ましい。

また、異物を保持する保持手段として、壁面３０Ｄの全面にグリスを塗布してあるが、直筒内壁面３０Ｃの面積よりも広くできる範囲で、壁面３０Ｄの一部に塗布してもよい。

また、異物を保持する保持手段としては、数μｍから数百μｍの大きさの異物を保持可能な粘着性を有するものであればよく、例えば基材にＰＥＴ等を用い、基材の両側にアクリル系などの粘着剤が塗布されている両面テープであってもよい。

ベース４０は、例えばプラスチック、ガラスファイバー、強化プラスチック又はセラミックスの中から一つが選択される。ベース４０の上、下表面には図には示していないが、それぞれ電気的に接続するための接続部が設けられている。

撮像素子４１は、ベース４０上に載置され、頂部に撮像面４２を設け、撮像面４２の回りには図には示していないが複数の接続部を有する。

ワイヤ４３は、撮像素子４１の外方へ複数本導出され金属などの電気伝導性材料から形成されるものである。各ワイヤ４３は、一端が撮像素子４１の対応した接続部に電気的に接続され、他端がベース４０の対応する接続部と電気的に接続される。

基材５０は、以上の仮組立が完成した鏡筒部材１０の矩形台枠部１１内に、そのベース４０を挿入した状態において、その周縁を矩形台枠部１１の開口端面１１Ａに接着固定する。矩形台枠部１１内に位置したベース４０は、その周縁部の撮像に関係しない位置決め面（光軸直交基準面）４１Ａが、スペーサ３０の光軸直交基準面３０Ｂに当接する。この当接力によって、スペーサ３０は上方に押されてその光軸直交基準面３０Ａが光学部材２０の光軸直交基準面２０Ｂに当接し、さらに、光軸直交基準面２０Ａと鏡筒部材１０の光軸直交基準面１０Ａの当接関係によって、光学要素の光軸方向の位置が定まる。

このように、本実施形態では、スペーサ３０の導光部６０に向いた壁面３０Ｄは、撮像素子４１に対して傾斜している。その為、図３に示したとおり内壁面を直筒内壁面３０Ｃとした場合より広くなる。また、壁面３０Ｄには、異物を保持するグリス８０が塗布されている。従って、導光部６０内に浮遊している異物が、壁面３０Ｄに直接接触する可能性が高くなり、接触した異物はグリス８０によって保持される。その結果、撮像素子４１に異物が付着する可能性が低くなり、良好な画像を提供することができる。

また、スペーサ３０の壁面３０Ｄは、光学部材側から撮像素子側へ拡幅している。従って、図３に示すように、撮像素子４１とベース４０とをワイヤ４３で電気的接続させる際に、ワイヤ４３がスペーサ３０に邪魔されることなく、十分な接続領域を確保することが可能である。

また、導光部６０を閉空間としているので、外部からの新たな異物の侵入を防ぐことができる。従って、閉空間である導光部６０内に浮遊している異物を確実に減らすことが可能となり、撮像面４２に異物が付着する可能性が著しく低くなるので、さらに良好な画像を提供することができる。
なお、本実施形態では、光学部材２０とスペーサ３０は異なる材料で形成されているが、これに限定されず、光学部材２０とスペーサ３０は同一材質で一体に形成されてもよい。
この場合、光学部材２０とスペーサ３０を同一素材にすることにより、組み立て工程が減り、製造上での管理が容易になる。

また、スペーサ３０の壁面３０Ｄの上開口部３１および下開口部３２は、円形でなくてもよく、例えば四角形でもよい。

また、壁面３０Ｄと撮像素子４１とのなす傾斜角度（θ）は、６０°でなくてもよく、例えば３０°〜６０°であってもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のカメラモジュールを具現化した第２実施形態について図４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態によるカメラモジュール３００は、図４に示すように、スペーサ３３の壁面３３Ｄが光学部材２０からベース４０に至る直筒内壁面３０Ｃの面積よりも広くなるように傾斜されており、その傾斜角度が撮像素子４１に対し９０°より大きくなるよう形成されている。

このように、上記実施形態では、スペーサ３３の導光部６０に向いた壁面３３Ｄは、異物を保持する機能を有し、壁面３３Ｄと撮像素子４１とのなす角度は９０°より大きくなるように形成されている。つまり、壁面３３Ｄは撮像素子４１から光学部材２０側に向かって拡幅することにより、導光部６０内に浮遊している異物が、壁面３３Ｄに直接接触する可能性が高くなり、より多くの異物を保持することが可能となる。その結果、撮像素子４１に異物が付着する可能性が低くなり、良好な画像を提供することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のカメラモジュールを具現化した第３実施形態について図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この実施形態によるカメラモジュール４００は、図５に示すように、スペーサ３４の壁面３４Ｄは、その断面形状が筒体の中心付近で外側に膨らむような曲面で形成されるので、光学部材２０からベース４０に至る直筒内壁面３０Ｃよりも広くなる。

このように、上記実施形態では、スペーサ３４の壁面３４Ｄを筒体の中心付近で外側に膨らむような曲面状にすることで、壁面３４Ｄの面積を拡げることができる。従って、導光部６０内に浮遊している異物が、壁面３４Ｄに直接接触する可能性が高くなり、より多くの異物を保持することが可能となる。その結果、撮像素子４１に異物が付着する可能性が低くなり、良好な画像を提供することができる。

＜第４施形態＞
次に、本発明のカメラモジュールを具現化した第４実施形態について図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この実施形態によるカメラモジュール５００は、図６に示すように、この壁面３５Ｄは光学部材２０からベース４０に至る直筒内壁面３０Ｃよりも広くなるように、光学部材２０側から撮像素子４１に向かってドーム状に導光部６０を拡幅するような曲面で形成される。

このように、上記実施形態では、スペーサ３５の壁面３５Ｄが光学部材２０から撮像素子４１に向かって拡幅することにより、第３実施形態よりもさらに壁面３５Ｄの面積を拡げることができる。従って、導光部６０内に浮遊している異物が、壁面３５Ｄに直接接触する可能性が高くなり、より多くの異物を保持することが可能となる。その結果、撮像素子４１に異物が付着する可能性が低くなり、良好な画像を提供することができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明のカメラモジュールを具現化した第５実施形態について図７を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この実施形態によるカメラモジュール６００およびカメラモジュール６１０は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、この壁面は、光学部材２０からベース４０に至る直筒内壁面３０Ｃよりも広くなるように変形している。スペーサ３６の壁面３６Ｄには凸部を有し、また、スペーサ３７の壁面３７Ｄには凹部を有している。

このように、上記実施形態では、壁面３６Ｄに凸部または、壁面３７Ｄに凹部を設けることにより、壁面の面積を拡げることができる。従って、導光部６０内に浮遊している異物が、壁面に直接接触する可能性が高くなり、より多くの異物を保持することが可能となる。その結果、撮像素子４１に異物が付着する可能性が低くなり、良好な画像を提供することができる。

なお、図７（ａ）、図7（ｂ）において、凸部または凹部は1箇所のみ記載されているが、
直筒内壁面３０Ｃの面積よりも広くできる範囲で、凸部または凹部を複数個形成してもよい。また、凸部と凹部が共存してもよい。

＜第６実施形態＞
次に、本発明のカメラモジュールを具現化した第９実施形態について図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この実施形態によるカメラモジュール８００は、図８に示すように、スペーサ３８は導光部６０に対向する壁面３８Ｄを有し、壁面３８Ｄと撮像素子４１とは所定の角度となるよう傾斜している。スペーサ３８の上開口部９０は、レンズの反射光やカメラモジュール８００内の迷光を遮蔽する程度に小さく形成し、撮像素子４１が良好な画像を得るのに必要な光を取り込めるように、光の一部を遮蔽する絞り機能を有している。

このように、上記実施形態では、スペーサ３８は光学距離を一定にするとともに、フィルタの機能も持ち合わせることにより、部品点数の削減が可能となり、工数の削減に寄与できる。

１０ 鏡筒部材
１１ 矩形台枠部
１１Ａ 開口端面
１２ 円筒状部
１２Ａ 内円筒面
１３ 光束取入穴
１４ 上端板部
１４Ａ 光軸直交基準面
１５ 光軸直交壁
２０ 光学部材
３０ スペーサ
３０Ｄ 壁面
４０ ベース
４１ 撮像素子
４２ 撮像面
４３ ワイヤ
５０ 基材
６０ 導光部
７０ 粘着材
８０ グリス
９０ 異物
１００ カメラモジュール

Claims (11)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像面に被写体からの光を結像する光学部材と、
   前記撮像素子と前記光学部材との光学距離を規定するスペーサとを有し、
   前記スペーサで保持される前記撮像素子と前記光学部材との間隙が前記被写体からの光が通過する導光部であり、前記スペーサの前記導光部に向いた壁面には異物が接触した際に前記異物を保持する保持手段を具備しているとともに、
   前記保持手段が設けられた壁面の面積が、前記光学部材から前記撮像素子に至る直筒内壁面の面積より広くなるよう前記壁面が変形されている
   ことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面が前記撮像面に対し傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面と前記撮像面とのなす傾斜角度が９０°未満であることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
4. 前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面が、前記光学部材から前記撮像面に向かって曲面状であることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
5. 前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面が、前記光学部材から前記撮像面に向かって前記導光部を拡幅するものであることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュール。
6. 前記スペーサは、前記保持手段が具備された壁面に凸部または凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
7. 前記スペーサは、両端に開口部を有する筒状体であって、一方の開口部が前記撮像素子と対向し、他方の開口部が前記光学部材と対向しており、前記筒状体は、前記撮像素子および前記光学部材と協働して前記導光部を閉空間としていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
8. 前記光学部材と前記スペーサとは同一材質で一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７
   のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
9. 前記保持手段は、前記壁面に配置された粘着材であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
10. 前記保持手段は、前記壁面に塗布されたグリスであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
11. 前記スペーサは、前記光学部材を透過する光の一部を遮蔽する絞り機能を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
    
    

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