JP4225141B2 - The camera module - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や情報端末機器などに備えられているカメラモジュールに関し、特に、薄型化を図ったカメラモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話機や情報端末機器などは、高機能化が進み、撮像機能を備えたものが各種提供されている。撮像機能は、回路基板に実装されるカメラモジュールなどから構成されている。カメラモジュールは図3に示すように、実装基板1、筐体2、撮像素子3、レンズ4、そして光学フィルタ5などから構成されている。
【0003】
実装基板1は、各種電子部品(図示せず)が実装され、筐体2を接着剤またはネジによって固定している。筐体2は、筒状であり、基端側の内部に撮像素子3が配置されている。
【0004】
撮像素子3は、CCDあるいはCMOS等により構成され、表面に光電変換を行う画素を格子状に多数配列した受光部6が形成され、裏面に電極部7が形成され、この電極部7が実装基板1に形成された配線パターン上に半田バンプ等(図示せず)によって接続されている。
【0005】
また、筐体2の先端側には、レンズ4を内部に保持したレンズホルダ8が取り付けられている。レンズホルダ8の基端部が前記筐体2の先端部内に嵌め込まれ、レンズ4の焦点距離がレンズ4と撮像素子3との距離に一致するように、レンズホルダ8が筐体2から突出している。なお、レンズ4は、1枚で構成される場合と、複数枚によって構成される場合とがある。また、レンズホルダ8の先端部には内向きの鍔部9が形成され、この鍔部9の部分に絞り(図示せず)が配置されている。
【0006】
そして、レンズ4と撮像素子3との間には、平板状の光学フィルタ5が配置されている。光学フィルタ5は、露光斑や露光カブリが発生しないようにするためのもので、例えば赤外カットフィルタによって構成されている。この光学フィルタ5は、図示したようにレンズホルダ8内に配置される場合の他、筐体2内に配置される場合もある。光学フィルタ5を配置するレンズホルダ8には、光学フィルタ5の周囲を挟む保持部10が形成されている。
【0007】
このように構成されたカメラモジュールにあっては、レンズ4から入射した光が、光学フィルタ5を通過し、撮像素子3の受光部6で結像する。そして、受光部6において、光電変換された画像信号は、実装基板1の配線パターンと電気的に接続されている回路基板の配線パターンを介してシステムモジュールへ伝達され、画像処理が施される。
【0008】
なお、実装基板側から撮像素子に余分な光が入らないようにした固体撮像素子が特許文献1に開示されている。
【0009】
【特許文献1】
特開2003−60948号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機や情報端末機器は、ますます薄型化の要請が強くなっていることから、カメラモジュールも薄型化を図る必要がある。そのためには、レンズホルダ8が筐体2から突出する量を小さくしなければならない。
【0011】
しかし、筐体2からのレンズホルダ8の突出量を小さくすると、レンズ4が光学フィルタ5の方へ近接する。すると、光学フィルタ5は平板状であるため、図4に示すように、レンズ4を透過して光学フィルタ5の周辺部に入射する光の入射角θは、レンズ4が光学フィルタ5から離れているときよりも、近づいたときの方が大きくなる。そうすると、光学フィルタ5を透過する光が、光学フィルタ5の中心部と周辺部とで同じであっても、撮像素子3には異なる色あいの光が入射され、画質が悪くなるという問題がある。
【0012】
そこで、本発明は、薄型化が図られても、光学フィルタを透過する光が周辺部と中心部とで同じ色合いで撮像素子に入射されるようにしたカメラモジュールを提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカメラモジュールは、筐体内に置かれる撮像素子と、レンズホルダ内に保持されるレンズとが同軸に配置され、前記撮像素子とレンズとの間に光学フィルタが配置されているカメラモジュールであって、前記光学フィルタが前記撮像素子の方に撓曲していることを特徴としている。
【0014】
このカメラモジュールによれば、レンズを透過した光は、光学フィルタに入射するが、この光学フィルタが前記撮像素子の方に撓曲していることにより、レンズを透過した光は、入射角が平板状の光学フィルタのときよりも小さくなって光学フィルタに入射するため、光学フィルタを透過した光の色合いを、周辺部でも中心部でも同じようにすることができる。
【0015】
また、前記カメラモジュールにおいて、前記光学フィルタは、前記レンズを透過した光の入射角が、光学フィルタの周辺部でもほぼ0°となるように撓曲していることが好ましい。
【0016】
このカメラモジュールによれば、レンズを透過した光が光学フィルタの周辺部においても、ほぼ0°で入射するように光学フィルタが撓曲することにより、レンズを透過した光の光学フィルタへの入射角が、光学フィルタの周辺部でも中心部とほぼ同じにすることができる。
【0017】
また、前記カメラモジュールにおいて、前記光学フィルタは、バネ性をもって樋形状に撓曲し、平行に対向している一対の直線状の側縁が前記筐体または前記レンズホルダの内面に当接していることが好ましい。
【0018】
このカメラモジュールによれば、光学フィルタがバネ性を有することにより、光学フィルタはレンズを透過した光の入射角が周辺部でもほぼ0°となるように弾性変形し、樋形状の連続面を有するように容易に撓曲させることができる。また、光学フィルタを固定する筐体またはレンズホルダの内面の間隔が、樋形状に撓曲された光学フィルタの平行な一対の直線状の側縁の間隔とされることにより、光学フィルタは、撓曲した状態から直線状に戻ろうとするバネ力でもって筐体またはレンズホルダ内に固定される。
【0019】
また、前記カメラモジュールにおいて、前記光学フィルタは、光学特性に応じて、撓曲する方向が選択されていることが好ましい。
【0020】
光学フィルタが樋形状に撓曲されると、一対の側縁は撓曲しないで平行な直線状となることから、レンズを透過した光は、この側縁の方向には入射角がほぼ0°となるように入射することができない。そこで、カメラモジュールの光学特性に応じ、すなわち、色合いを強く補正すべき方向に光学フィルタが撓曲するように配置することにより、全体的に色合いが同じになるようにする。なお、光学特性は、撮像素子やレンズの特性および部品の寸法、その他の種々の設計事項によって決定される。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明に係るカメラモジュールの一実施形態を図1および図2を参照しながら説明する。なお、従来と同一部分は同一符号を付して説明する。
【0022】
本実施形態のカメラモジュールは、光学フィルタ11が撮像素子3の方に突出するように撓曲していることを特徴としている。この光学フィルタ11は、従来の光学フィルタ5よりも薄く、バネ性を有し、弾性変形することができるようにされている。そして、光学フィルタ11は、図2に示すように、樋形状に撓曲されることにより、連続面が容易に形成される。すなわち、この光学フィルタ11は、研削や研磨などすることなく、樋形状の連続面を形成することができる。
【0023】
この光学フィルタ11は、平行な一対の直線状の側縁12,12が対向し、一対の端縁13,13弧線状となるように撓曲されている。そして、樋形状の連続面の曲率は、レンズ4を透過した光の入射角θ(図4参照)が、側縁12,12の部分であっても、ほぼ0°となるようにされている。一方、直線状の側縁12,12の部分においては、レンズ4を透過した光の入射角θは、ほぼ0°とならない。
【0024】
したがって、光学フィルタ11は、カメラモジュールの光学特性に応じ、色合いを強く補正すべき方向に撓曲される。例えば図1には、紙面の表面から裏面の方向よりも、紙面の左右の方向に色合いを強く補正すべき場合を示してあり、光学フィルタ11は側縁12,12が図1の左右に位置するように配置される。なお、カメラモジュールの光学特性は、レンズ4や撮像素子3などの特性および各部品の寸法、その他の種々の設計事項によって異なるため、色合いについては、一方向の変化よりも他方向の変化の方が大きい場合がある。したがって、色合いの変化が大きい方向に対して補正するように光学フィルタが向けられる。
【0025】
そして、光学フィルタ11は、バネ性を有していることから、樋形状に撓曲されると、平板状に戻ろうとする応力が生じる。したがって、図1に示すように、レンズホルダ8内に配置された光学フィルタ11は、一対の側縁12,12がレンズホルダ8の内面に当接し、平板状に戻ろうとする応力がレンズホルダ8の内面に加えられることによって固定される。
【0026】
ただし、光学フィルタ11の周囲は保持部10によって挟まれるようにしてもよいし、さらに、保持部10に代え、あるいは保持部10に追加して接着剤によって光学フィルタ11とレンズホルダ8とを固定してもよい。
【0027】
いずれにしても、一対の側縁12,12の間隔Lは、光学フィルタ11の曲率によって一義的に決定される。光学フィルタ11は、レンズ4を透過した光が光学フィルタ11にほぼ0°の入射角θで入射するようなる曲率に撓曲されるため、光学フィルタ11を配置する部分のレンズホルダ8の内面の間隔Mは、一対の側縁12,12の間隔Lと一致するようにされている。したがって、一対の側縁12,12の間隔Lが様々である場合は、レンズホルダ8の内面の間隔Mが光学フィルタ11の一対の側縁12,12の間隔Lと一致するようにするためのスペーサ(図示せず)などをレンズホルダ8の内面との間に配置してもよい。
【0028】
このように光学フィルタ11を固定したレンズホルダ8は、筐体2に結合される。また、レンズホルダ8の基端側の外周に雄ネジが形成され、筐体2の先端側の内周に雌ネジが形成され、両ネジを螺合するようにしたカメラモジュールにあっては、光学フィルタ11の向きが色合いを強く補正する方向になったときに固定される。
【0029】
このように構成されたカメラモジュールにあっては、光学フィルタ11が樋形状に撓曲されているため、レンズ4を透過した光が光学フィルタ11に入射する入射角θは、側縁12,12付近であっても中心部と同じようにほぼ0°となる。そして、その側縁12,12を透過した光は、中心部を透過した光と色合いが変わることなく、撮像素子3の受光部6で結像する。
【0030】
他方、光学フィルタ11の端縁13,13付近を透過した光は、ほぼ0°で入射しないものの、色合いを補正しなければならない必要性に乏しい。したがって、光学フィルタ11を透過した光は、色合いが周辺部と中心部とで変わることなく、撮像素子3の受光部6で結像する。そして、受光部6で電気信号に変換された画像信号は、システムモジュールへ伝達され、画像処理が施される。
【0031】
なお、本発明に係るカメラモジュールは、前記の実施形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、光学フィルタ11は、レンズホルダ8内ではなく、筐体2内に配置することもできる。また、光学フィルタは、樋形状に撓曲させないで、椀形状に成形したものを使用してもよい。椀形状の光学フィルタは、バネ性を有しないものの、全方向の色合いを補正することができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、光学フィルタが撮像素子の方に突出するように撓曲させたことにより、レンズと光学フィルタとの距離を短くし、カメラモジュールを薄型化しても、レンズを透過した光が光学フィルタに入射する入射角は、光学フィルタの周辺部も中心部とほぼ同じにすることができる。この結果、薄型化されたカメラモジュールであっても、その周辺部の光も中心部の光と色合いがあまり変わらなくなり、高画質化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカメラモジュールの一実施形態を示す正面断面図
【図2】本発明のカメラモジュールを構成している光学フィルタの一実施形態を示す斜視図
【図3】従来のカメラモジュールの一例を示す正面断面図
【図4】薄型化を図ったカメラモジュールの課題を示す概略正面図
【符号の説明】
2 筐体
3 撮像素子
4 レンズ
8 レンズホルダ
11 光学フィルタ
12 側縁
θ 入射角
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera module provided in a mobile phone, an information terminal device, and the like, and more particularly, to a thin camera module.
[0002]
[Prior art]
Mobile phones, information terminal devices, and the like have been improved in functionality, and various types having an imaging function are provided. The imaging function includes a camera module mounted on a circuit board. As shown in FIG. 3, the camera module includes a mounting substrate 1, a housing 2, an image sensor 3, a lens 4, and an optical filter 5.
[0003]
Various electronic components (not shown) are mounted on the mounting substrate 1, and the housing 2 is fixed with an adhesive or a screw. The housing 2 has a cylindrical shape, and the image sensor 3 is disposed inside the base end side.
[0004]
The image pickup device 3 is composed of a CCD, a CMOS, or the like, and a light receiving portion 6 in which a large number of pixels that perform photoelectric conversion are arranged in a lattice shape is formed on the front surface, and an electrode portion 7 is formed on the back surface. 1 are connected to the wiring pattern formed in 1 by solder bumps or the like (not shown).
[0005]
A lens holder 8 holding the lens 4 inside is attached to the front end side of the housing 2. The lens holder 8 protrudes from the housing 2 so that the proximal end portion of the lens holder 8 is fitted into the distal end portion of the housing 2 and the focal length of the lens 4 matches the distance between the lens 4 and the image sensor 3. Yes. The lens 4 may be composed of a single lens or a plurality of lenses. An inward flange 9 is formed at the tip of the lens holder 8, and a diaphragm (not shown) is disposed at the flange 9.
[0006]
A flat optical filter 5 is disposed between the lens 4 and the image sensor 3. The optical filter 5 is for preventing the occurrence of exposure spots and exposure fog, and is constituted by, for example, an infrared cut filter. The optical filter 5 may be disposed in the housing 2 in addition to being disposed in the lens holder 8 as illustrated. The lens holder 8 in which the optical filter 5 is disposed is formed with a holding portion 10 that sandwiches the periphery of the optical filter 5.
[0007]
In the camera module configured as described above, the light incident from the lens 4 passes through the optical filter 5 and forms an image on the light receiving unit 6 of the image sensor 3. In the light receiving unit 6, the photoelectrically converted image signal is transmitted to the system module through the wiring pattern of the circuit board that is electrically connected to the wiring pattern of the mounting substrate 1 and subjected to image processing.
[0008]
Note that Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device that prevents extra light from entering the imaging device from the mounting substrate side.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-60948
[Problems to be solved by the invention]
Since mobile phones and information terminal devices are increasingly required to be thinner, it is also necessary to reduce the thickness of camera modules. For this purpose, the amount by which the lens holder 8 protrudes from the housing 2 must be reduced.
[0011]
However, when the protruding amount of the lens holder 8 from the housing 2 is reduced, the lens 4 comes closer to the optical filter 5. Then, since the optical filter 5 has a flat plate shape, as shown in FIG. 4, the incident angle θ of the light that passes through the lens 4 and enters the peripheral portion of the optical filter 5 is such that the lens 4 moves away from the optical filter 5. It will be bigger when you are closer than when you are. If it does so, even if the light which permeate | transmits the optical filter 5 is the same at the center part and peripheral part of the optical filter 5, there exists a problem that the light of a different color will inject into the image pick-up element 3, and image quality will worsen.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a camera module in which light transmitted through an optical filter is incident on an image sensor with the same hue at the peripheral portion and the central portion even if the thickness is reduced. .
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The camera module according to the present invention is a camera module in which an image sensor placed in a housing and a lens held in a lens holder are coaxially arranged, and an optical filter is arranged between the image sensor and the lens. The optical filter is bent toward the image sensor.
[0014]
According to this camera module, the light transmitted through the lens is incident on the optical filter, but since the optical filter is bent toward the image sensor, the incident angle of the light transmitted through the lens is flat. Since it is smaller than that of the optical filter and enters the optical filter, the color of the light transmitted through the optical filter can be made the same in the peripheral part and the central part.
[0015]
In the camera module, it is preferable that the optical filter bends so that an incident angle of light transmitted through the lens is approximately 0 ° even in a peripheral portion of the optical filter.
[0016]
According to this camera module, the optical filter bends so that the light transmitted through the lens is incident at approximately 0 ° even in the peripheral portion of the optical filter, whereby the incident angle of the light transmitted through the lens to the optical filter is increased. However, the peripheral part of the optical filter can be made substantially the same as the central part.
[0017]
Further, in the camera module, the optical filter is bent into a hook shape with a spring property, and a pair of linear side edges facing in parallel are in contact with the inner surface of the housing or the lens holder. It is preferable.
[0018]
According to this camera module, since the optical filter has a spring property, the optical filter is elastically deformed so that the incident angle of the light transmitted through the lens is approximately 0 ° even in the peripheral portion, and has a bowl-shaped continuous surface. Can be easily bent. Further, the distance between the inner surfaces of the housing or the lens holder for fixing the optical filter is the distance between the pair of parallel linear side edges of the optical filter bent into a bowl shape, so that the optical filter is bent. It is fixed in the housing or the lens holder with a spring force to return to a straight line from the bent state.
[0019]
In the camera module, it is preferable that a bending direction of the optical filter is selected according to optical characteristics.
[0020]
When the optical filter is bent into a bowl shape, the pair of side edges do not bend and become parallel straight lines, so that the light transmitted through the lens has an incident angle of approximately 0 ° in the direction of the side edges. It cannot be incident so that In view of this, according to the optical characteristics of the camera module, that is, by arranging the optical filter to bend in the direction in which the hue should be strongly corrected, the overall hue is made the same. The optical characteristics are determined by the characteristics of the imaging device and the lens, the dimensions of the parts, and other various design items.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a camera module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In addition, the same part as the past is attached | subjected and demonstrated with the same code | symbol.
[0022]
The camera module of this embodiment is characterized in that the optical filter 11 is bent so as to protrude toward the image sensor 3. The optical filter 11 is thinner than the conventional optical filter 5, has a spring property, and can be elastically deformed. Then, as shown in FIG. 2, the optical filter 11 is bent into a bowl shape, so that a continuous surface is easily formed. That is, the optical filter 11 can form a continuous surface having a bowl shape without grinding or polishing.
[0023]
The optical filter 11 is bent such that a pair of parallel linear side edges 12 and 12 are opposed to each other and a pair of end edges 13 and 13 are arcuate. The curvature of the ridge-shaped continuous surface is such that the incident angle θ (see FIG. 4) of the light transmitted through the lens 4 is substantially 0 ° even at the side edges 12 and 12. . On the other hand, in the portions of the straight side edges 12 and 12, the incident angle θ of the light transmitted through the lens 4 is not substantially 0 °.
[0024]
Therefore, the optical filter 11 is bent in a direction in which the hue should be strongly corrected according to the optical characteristics of the camera module. For example, FIG. 1 shows a case where the hue should be corrected more strongly in the left-right direction of the paper than in the direction from the front to the back of the paper. The optical filter 11 has side edges 12, 12 positioned on the left and right of FIG. To be arranged. Note that the optical characteristics of the camera module vary depending on the characteristics of the lens 4 and the imaging device 3, the dimensions of each component, and various other design items, so that the hue is changed in the other direction rather than in one direction. May be large. Therefore, the optical filter is directed so as to correct the direction in which the change in hue is large.
[0025]
And since the optical filter 11 has spring property, when it bends in a bowl shape, the stress which tries to return to flat form arises. Therefore, as shown in FIG. 1, the optical filter 11 disposed in the lens holder 8 has a pair of side edges 12, 12 abutting against the inner surface of the lens holder 8, and the stress to return to a flat plate shape is caused by the lens holder 8. It is fixed by being added to the inner surface.
[0026]
However, the periphery of the optical filter 11 may be sandwiched by the holding unit 10, and the optical filter 11 and the lens holder 8 are fixed with an adhesive instead of or in addition to the holding unit 10. May be.
[0027]
In any case, the distance L between the pair of side edges 12 and 12 is uniquely determined by the curvature of the optical filter 11. Since the optical filter 11 is bent to a curvature that allows the light transmitted through the lens 4 to enter the optical filter 11 at an incident angle θ of approximately 0 °, the optical filter 11 has a portion on the inner surface of the lens holder 8 where the optical filter 11 is disposed. The interval M is made to coincide with the interval L between the pair of side edges 12 and 12. Therefore, when the distance L between the pair of side edges 12 and 12 is various, the distance M between the inner surfaces of the lens holder 8 is made to coincide with the distance L between the pair of side edges 12 and 12 of the optical filter 11. A spacer (not shown) or the like may be disposed between the inner surface of the lens holder 8.
[0028]
The lens holder 8 to which the optical filter 11 is thus fixed is coupled to the housing 2. Further, in the camera module in which a male screw is formed on the outer periphery on the base end side of the lens holder 8 and a female screw is formed on the inner periphery on the front end side of the housing 2, both screws are screwed together. It is fixed when the orientation of the optical filter 11 is in a direction for strongly correcting the hue.
[0029]
In the camera module configured as described above, since the optical filter 11 is bent in a bowl shape, the incident angle θ at which the light transmitted through the lens 4 enters the optical filter 11 is set to the side edges 12 and 12. Even in the vicinity, it is almost 0 ° as in the central portion. Then, the light transmitted through the side edges 12 and 12 forms an image at the light receiving unit 6 of the image pickup device 3 without changing the hue from the light transmitted through the central portion.
[0030]
On the other hand, although the light transmitted through the vicinity of the edges 13 and 13 of the optical filter 11 does not enter at almost 0 °, it is not necessary to correct the hue. Therefore, the light transmitted through the optical filter 11 forms an image on the light receiving unit 6 of the image sensor 3 without changing the hue between the peripheral part and the central part. Then, the image signal converted into an electric signal by the light receiving unit 6 is transmitted to the system module and subjected to image processing.
[0031]
The camera module according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of technical matters described in the claims. For example, the optical filter 11 can be arranged not in the lens holder 8 but in the housing 2. Moreover, you may use the optical filter shape | molded in the collar shape, without making it bend in the collar shape. Although the ridge-shaped optical filter does not have a spring property, it can correct hues in all directions.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, even if the distance between the lens and the optical filter is shortened and the camera module is thinned by bending the optical filter so that it protrudes toward the image pickup device, the light transmitted through the lens remains. The incident angle incident on the optical filter can be made substantially the same at the periphery of the optical filter as at the center. As a result, even if the camera module is thinned, the color of the light in the peripheral part is not much different from that of the light in the central part, and the image quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a camera module of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an optical filter constituting the camera module of the present invention. FIG. 4 is a front sectional view showing an example of a camera module that has been reduced in thickness.
2 Housing 3 Image sensor 4 Lens 8 Lens holder 11 Optical filter 12 Side edge θ Incident angle

Claims (4)

筐体内に置かれる撮像素子と、レンズホルダ内に保持されるレンズとが同軸に配置され、前記撮像素子とレンズとの間に光学フィルタが配置されているカメラモジュールであって、
前記光学フィルタが前記撮像素子の方に撓曲していることを特徴とするカメラモジュール。
An image pickup device placed in a housing and a lens held in a lens holder are arranged coaxially, and an optical filter is arranged between the image pickup device and the lens,
The camera module, wherein the optical filter is bent toward the image sensor.
前記光学フィルタは、前記レンズを透過した光の入射角が、光学フィルタの周辺部でもほぼ0°となるように撓曲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。The camera module according to claim 1, wherein the optical filter is bent so that an incident angle of light transmitted through the lens is substantially 0 ° even in a peripheral portion of the optical filter. 前記光学フィルタは、バネ性をもって樋形状に撓曲し、平行に対向している一対の直線状の側縁が前記筐体または前記レンズホルダの内面に当接していることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラモジュール。The optical filter is bent into a bowl shape with springiness, and a pair of linear side edges facing in parallel are in contact with an inner surface of the housing or the lens holder. The camera module according to 1 or 2. 前記光学フィルタは、光学特性に応じて、撓曲する方向が選択されていることを特徴とする請求項3に記載のカメラモジュール。The camera module according to claim 3, wherein a bending direction of the optical filter is selected according to optical characteristics.
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