JP4444858B2 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置及びこれを備える電子機器に関する。

従来、光学系に収差がない場合の集光限界を表す開口数ＮＡを高ＮＡ化するために、２枚以上のレンズを組み合わせた対物レンズユニットが知られている。特許文献１では、第１レンズ枠と第２レンズ枠との位置及び傾きを調整した後に、互いを離間させた状態で接着剤を塗布して両者を固定するレンズユニットが提案されている。
特開２００２−６２４６３号公報

しかしながら、上述したレンズユニットでは、レンズの光軸方向で第１レンズ枠と第２レンズ枠とが接着剤を介して当接しているので、接着剤の膨張や収縮によって両者が傾くという問題があった。また、互いに離間させた状態で接着剤を塗布しているので、第１レンズ枠の光軸方向の位置を規制する治具が必要であった。

そこで本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、レンズの位置ずれを防止できる固体撮像装置及び電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板と、該基板上に搭載された撮像素子と、前記基板上に搭載されて前記撮像素子を包囲するホルダと、レンズを保持する第１レンズホルダと、レンズを保持するとともに前記ホルダの円筒部に螺合する第２レンズホルダとを備え、前記第２レンズホルダには、被写体側の端面の外周部に被写体側へ延伸する凸部を設け、前記第１レンズホルダには、前記第２レンズホルダの前記凸部と所定の間隔離間するように、前記撮像素子側の端面の外周部に凹部を設け、前記第１レンズホルダの前記撮像素子側の端面を、前記第２レンズホルダの前記被写体側の端面に当接し、前記第１レンズホルダの前記凹部と前記第２レンズホルダの前記凸部との少なくとも一部分を接着剤で固定することを特徴とする。

本発明によれば、第１レンズホルダの撮像素子側端面と第２レンズホルダの被写体側端面が互いに当接している。そのため、これらの端面を光軸に直交する方向に形成すれば、各端面に沿って摺動することによって第１レンズホルダを光軸に直交する方向に位置調整可能である。また、これとともに、第１レンズホルダを光軸方向に位置決めして、第２レンズホルダに対して傾くことを防止できる。

また、本発明は、前記第１レンズホルダの前記凹部の少なくとも一部分に、前記第２レンズホルダの前記凸部に対向する切欠を形成し、前記第１レンズホルダの前記切欠と前記第２レンズホルダの前記凸部とを接着剤で固定してもよい。本発明によれば、第１レンズホルダに形成した切欠に接着剤を塗布することで、第２レンズホルダと第１レンズホルダとの当接面間に接着剤を介在させることなく、第１レンズホルダを第２レンズホルダに固定できる。これによって、接着剤の膨張や収縮により第１レンズホルダが傾くことを防止できる。また、確実に紫外線照射できるので、接着剤をより確実に硬化できる。

また、本発明は、前記第２レンズホルダの前記凸部を前記第１レンズホルダよりも前記被写体側に延伸し、前記第２レンズホルダの前記凸部の内周部または前記被写体側の端面に絞り部材を固定してもよい。本発明によれば、第２レンズホルダの被写体側に例えば絞り部材やシャッタ装置を搭載できる。これにより、これらの構成を第１レンズホルダに搭載した場合に第１レンズホルダにかかる負荷を抑制できる。そのため、衝撃等によって第１レンズホルダの位置がずれることを抑制できる。このように、本発明によれば、第１レンズホルダに負荷をかけることなく、絞り部材を固定可能である。

また、本発明は、前記第２レンズホルダの前記凸部を前記第１レンズホルダよりも前記被写体側に延伸し、前記第２レンズホルダの前記被写体側に、シャッタ装置を固定してもよい。本発明によれば、第２レンズホルダの被写体側に例えば絞り部材やシャッタ装置を搭載できる。これにより、これらの構成を第１レンズホルダに搭載した場合に第１レンズホルダにかかる負荷を抑制できる。そのため、衝撃等によって第１レンズホルダの位置がずれることを抑制できる。このように、本発明によれば、第１レンズホルダに負荷をかけることなく、シャッタ装置を固定可能である。

また、本発明は、前記固体撮像装置を備えた電子機器も含む。これにより、レンズの位置ずれを防止できる固体撮像装置を備えた携帯端末等の電子機器を提供することができる。

本発明によれば、レンズの位置ずれを抑制できる固体撮像装置及びこれを備えた電子機器を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明に係る固体撮像装置１００Ａの構成を示す図である。図１に示すように、固体撮像装置１００Ａは、基板１、撮像素子２、ホルダ３、第１レンズホルダ４Ａ、第２レンズホルダ５Ａ、第１レンズ６、第２レンズ７、第３レンズ８及び光学フィルタ９を備えている。固体撮像装置１００Ａは、例えば携帯端末等の電子機器内に設けられている。図１（ａ）は、固体撮像装置１００Ａの断面図であり、図１（ｂ）は、第１レンズホルダ４Ａの下面図である。

図１（ａ）に示すように、撮像素子２は、基板１の上面に搭載されている。ホルダ３は、撮像素子２を包囲するように、基板１の上面に搭載されている。また、ホルダ３には、複数の段部を有する貫通した略円孔を光軸方向へ形成している。ホルダ３に形成した撮像素子２側の段部には、光学フィルタ９を組み込んでいる。また、ホルダ３に形成した略円孔の被写体側には、雌ねじを形成している。第２レンズホルダ５Ａは有底円筒状の部材であり、一端側の外周部に雄ねじが形成されている。これらのねじにより、略円筒底面を被写体側へ配置して、第２レンズホルダ５Ａをホルダ３に螺合している。また、第２レンズホルダ５Ａは、略円筒底面がレンズの光軸に直交する方向になるよう形成されている。第２レンズホルダ５Ａの略円筒内には、第２レンズ７及び第３レンズ８が保持されている。また、第２レンズホルダ５Ａの略円筒底面には、レンズが被写体の画像を撮像素子２に結像できるようテーパ状に形成された貫通孔が、略円中心に形成されている。第２レンズホルダ５Ａの被写体側の第２端面５Ａａの外周部には、被写体側へ延伸した第１凸部５Ａｂを形成している。

第１レンズホルダ４Ａは円盤状の部材で、レンズが被写体の画像を撮像素子２に結像できるようテーパ状に形成された貫通孔が、略円中心に形成されている。第１レンズホルダ４Ａは、この貫通孔内に第１レンズ６を保持している。また、第１レンズホルダ４Ａの撮像素子２側の光軸に直交する第１端面４Ａａの外周部には、第１凹部４Ａｂが形成されている。この第１凹部４Ａｂの外周面角部には、第２レンズホルダ５Ａの第１凸部５Ａｂに対向する切欠状の第２凹部４Ａｃを、図１（ｂ）に示すように、円周３ケ所等分に形成している。このように形成した第１レンズホルダ４Ａの第１端面４Ａａを第２レンズホルダ５Ａの第２端面５Ａａに当接する。当接した際、第１レンズホルダ４Ａの第１凹部４Ａｂは、第２レンズホルダ５Ａの第１凸部５Ａｂと所定の間隔離間しており、当接しないよう形成されている。

組立の際には、第１レンズホルダ４Ａを当接面に沿って光軸に直交する方向へ摺動させて第１レンズ６の位置を調整する。また、第１レンズホルダ４Ａの切欠き状の第２凹部４Ａｃに例えば紫外線硬化型接着剤を塗布し、固体撮像装置１００Ａの側面側から紫外線を照射して、第１レンズホルダ４Ａを第２レンズホルダ５Ａに固定する。第２レンズホルダ５Ａの光軸方向の位置をホルダ３とのねじ部の締め込み量により調整し、ピント調整した後、第２レンズホルダ５Ａとホルダ３とを接着剤で固定する。

以上により、本実施例の固体撮像装置１００Ａにおいて、下記の効果が得られる。第１レンズホルダ４Ａの第１端面４Ａａと第２レンズホルダ５Ａの第２端面５Ａａとが互いに当接しているため、第１レンズホルダ４Ａを光軸方向に位置決めして、第１レンズホルダ４Ａが第２レンズホルダ５Ａに対して傾くことを防止できる。第１レンズホルダ４Ａを第２レンズホルダ５Ａに接着する際、光軸方向の位置を規制する治具が不要になるため、容易に組立可能である。第１レンズホルダ４Ａに形成した切欠状の第２凹部４Ａｃに接着剤を塗布することで、第２レンズホルダ５Ａの内周部と第１レンズホルダ４Ａとの間の空間１２に接着剤を介在させないため、接着剤の膨張や収縮により第１レンズホルダ４Ａが傾くことを防止できる。また、第１レンズホルダ４Ａの切欠き状の第２凹部４Ａｃに紫外線硬化型接着剤を塗布することで、確実に紫外線照射できるので、接着剤をより確実に硬化できる。

図２は、本発明に係る固体撮像装置１００Ｂの構成を示す図である。図２に示すように、固体撮像装置１００Ｂは、基板１、撮像素子２、ホルダ３、第１レンズホルダ４Ｂ、第２レンズホルダ５Ｂ、第１レンズ６、第２レンズ７、第３レンズ８、光学フィルタ９及び絞り部材１０を備えている。固体撮像装置１００Ｂは、第１レンズホルダ４Ｂと第２レンズホルダ５Ｂの形状が異なり、絞り部材１０を備える以外、固体撮像装置１００Ａと同等の固体撮像装置である。図２（ａ）は、固体撮像装置１００Ｂの断面図であり、図２（ｂ）は、第１レンズホルダ４Ｂ及び第２レンズホルダ５Ｂの上面図である。

第２レンズホルダ５Ｂの被写体側の第２端面５Ｂａには、第１のレンズホルダ４Ｂよりも被写体側へ延伸した第１凸部５Ｂｂが外周部に形成されている。この第１凸部５Ｂｂには、被写体側の第３端面５Ｂｃに撮像素子２側へ延伸する凹状の溝５Ｂｅを、図２（ｂ）に示すように、外周３ケ所等分に形成している。また、第１レンズホルダ４Ｂの外周部には、径方向に延伸する突出部４Ｂｂが形成されている。突出部４Ｂｂの外周面角部には、第２レンズホルダ５Ｂの凹状の溝５Ｂｅの底面に対向する切欠状の第２凹部４Ｂｃを形成している。また、突出部４Ｂｂは、図２（ｂ）に示すように、円周３ケ所等分に形成されている。このように形成した第１レンズホルダ４Ｂの撮像素子２側の第１端面４Ｂａを、第２レンズホルダ５Ｂの第２端面５Ｂａに当接する。当接した際、第１レンズホルダ４Ｂの突出部４Ｂｂは、第２レンズホルダ５Ｂの凹状の溝５Ｂｅと所定の間隔離間しており、当接しないよう形成されている。

組立の際には、第１レンズホルダ４Ｂを当接面に沿って光軸に直交する方向へ摺動させて第１レンズ６の位置を調整する。また、第１レンズホルダ４Ｂの切欠き状の第２凹部４Ｂｃに紫外線硬化型接着剤を塗布し、固体撮像装置１００Ｂの側面側から紫外線を照射して、第１レンズホルダ４Ｂを第２レンズホルダ５Ｂに固定する。第２レンズホルダ５Ｂの光軸方向の位置をホルダ３とのねじ部の締め込み量により調整し、ピント調整した後、第２レンズホルダ５Ｂとホルダ３とを接着剤で固定する。また、第２レンズホルダ５Ｂの被写体側の第３端面５Ｂｃに、凹状の溝５Ｂｅを除いて、被写体側に延伸する第２凸部５Ｂｄを設け、第２凸部５Ｂｄの内周部にリング状の絞り部材１０を嵌合する。

以上により、本実施例の固体撮像装置１００Ｂにおいて、実施例１に示す固体撮像装置１００Ａと同様に、下記の効果が得られる。第１レンズホルダ４Ｂの第１端面４Ｂａと第２レンズホルダ５Ａの第２端面５Ｂａとが互いに当接しているため、第１レンズホルダ４Ｂを光軸方向に位置決めして、第１レンズホルダ４Ｂが第２レンズホルダ５Ｂに対して傾くことを防止できる。第１レンズホルダ４Ｂを第２レンズホルダ５Ｂに接着する際、光軸方向の位置を規制する治具が不要になるため、容易に組立可能である。第１レンズホルダ４Ｂに形成した切欠状の第２凹部４Ｂｃに接着剤を塗布することで、第２レンズホルダ５Ｂの内周部と第１レンズホルダ４Ｂとの間の空間１２に接着剤を介在させないため、接着剤の膨張や収縮により第１レンズホルダ４Ｂが傾くことを防止できる。また、第１レンズホルダ４Ｂの切欠き状の第２凹部４Ｂｃに紫外線硬化型接着剤を塗布することで、確実に紫外線照射できるので、接着剤をより確実に硬化できる。

また、本実施例によれば、第２レンズホルダ５Ｂの第１凸部５Ｂｂが第１のレンズホルダ４Ｂよりも被写体側へ延伸しているので、第２レンズホルダの被写体側に絞り部材１０を容易に搭載できる。さらに、第２レンズホルダ５Ｂに絞り部材１０を固定するため、第１レンズホルダ４Ｂに搭載した場合よりも、第１レンズホルダ４Ｂにかかる負荷を抑制できる。これにより、衝撃等によって第１レンズホルダ４Ｂの位置がずれることを抑制できる。

図３は、本発明に係る固体撮像装置１００Ｃの構成を示す図である。図３に示すように、固体撮像装置１００Ｃは、基板１、撮像素子２、ホルダ３、第１レンズホルダ４Ｂ、第２レンズホルダ５Ｂ、第１レンズ６、第２レンズ７、第３レンズ８、光学フィルタ９、絞り部材１０及びシャッタ装置１１を備えている。固体撮像装置１００Ｃは、シャッタ装置１１を備える以外、固体撮像装置１００Ｂと同等の固体撮像装置である。シャッタ装置１１は、シャッタ開口１１ａを閉じるシャッタ羽根１１ｂと、小絞り開口を有する小絞り羽根１１ｃと、各羽根を駆動する図示しないアクチュエータと、これらを収納するケース１１ｄとを備えている。

実施例２で詳述したのと同様に固体撮像装置１００Ｂを組み立てた後に、本実施例に示す固体撮像装置１００Ｃでは、第２レンズホルダ５Ｂの第１凸部５Ｂｂの被写体側外周部に、シャッタ装置１１のケース１１ｄを嵌合して固定している。これにより、本実施例の固体撮像装置１００Ｃにおいて、実施例２に示す固体撮像装置１００Ｂで得られる効果に加え、次に示す効果が得られる。本実施例によれば、第２レンズホルダ５Ｂの第１凸部５Ｂｂが第１のレンズホルダ４Ｂよりも被写体側へ延伸しているので、第２レンズホルダ５Ｂの被写体側にシャッタ装置１１を容易に搭載できる。さらに、第２レンズホルダ５Ｂにシャッタ装置１１を固定するため、第１レンズホルダ４Ｂに搭載した場合よりも、第１レンズホルダ４Ｂにかかる負荷を抑制できる。これにより、シャッタ装置１１の駆動時の衝撃等によって第１レンズホルダ４Ｂの位置がずれることを抑制できる。

なお、実施例１における第１レンズホルダ４Ａに切欠き状の第２凹部４Ａｃを設けず、第１レンズホルダ４Ａの第１凹部４Ａｂと第２レンズホルダの第１凸部５Ａｂとの間に接着剤を塗布してもよい。また、実施例２及び３における第１レンズホルダ４Ｂの突出部４Ｂｂに切欠き状の第２凹部４Ｂｃを設けず、第１レンズホルダ４Ｂの突出部４Ｂｂと第２レンズホルダ５の凹状の溝５Ｂｅとの間に接着剤を塗布してもよい。この場合には、切欠き状の第２凹部４Ａｃ及び４Ｂｃを形成するための加工が不要になる。また、実施例１の第１レンズホルダ４Ａの第２凹部４Ａｃは、外周側の面を有して第２レンズホルダ５Ａの第１凸部５Ａｂを収容するように形成しても構わない。この場合にも、第１レンズホルダ４Ａの外周面角部に切欠き状の第２凹部４Ａｃと同等の切欠き状の凹部を形成して、この切欠き状の凹部と第２レンズホルダの第１凸部５Ａｂとの間に接着剤を塗布してもよい。また、この場合に、第２レンズホルダ５Ａの第１凸部５Ａｂと、これを収容するように形成した第１レンズホルダ４Ａの凹部との間に接着剤を塗布してもよい。また、実施例２の第１レンズホルダ４Ｂの突出部４Ｂｂに形成する切欠き状の第２凹部４Ｂｃは、第２レンズホルダ５Ｂに形成した凹状の溝５Ｂｅの側面に対向するように形成してもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述してきたが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

本発明に係る固体撮像装置１００Ａの構成を示す図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｂの構成を示す図である。 本発明に係る固体撮像装置１００Ｃの構成を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 撮像素子
３ ホルダ
４Ａ、４Ｂ 第１レンズホルダ
４Ａａ、４Ｂａ 第１端面
４Ａｂ 第１凹部
４Ｂｂ 突出部
４Ａｃ、４Ｂｃ 第２凹部
５Ａ、５Ｂ 第２レンズホルダ
５Ａａ、５Ｂａ 第２端面
５Ａｂ、５Ｂｂ 第１凸部
５Ｂｃ 第３端面
５Ｂｄ 第２凸部
５Ｂｅ 溝
６ 第１レンズ
７ 第２レンズ
８ 第３レンズ
９ 光学フィルタ
１０ 絞り部材
１１ シャッタ装置
１１ａ シャッタ開口
１１ｂ シャッタ羽根
１１ｃ 小絞り羽根
１１ｄ ケース
１２ 第２レンズホルダ４Ａまたは４Ｂの内周部と、第１レンズホルダ５Ａまたは５Ｂとの間の空間

Claims (5)

1. 基板と、該基板上に搭載された撮像素子と、前記基板上に搭載されて前記撮像素子を包囲するホルダと、レンズを保持する第１レンズホルダと、レンズを保持するとともに前記ホルダの円筒部に螺合する第２レンズホルダとを備え、
   前記第２レンズホルダには、被写体側の端面の外周部に被写体側へ延伸する凸部を設け、
   前記第１レンズホルダには、前記第２レンズホルダの前記凸部と所定の間隔離間するように、前記撮像素子側の端面の外周部に凹部を設け、
   前記第１レンズホルダの前記撮像素子側の端面を、前記第２レンズホルダの前記被写体側の端面に当接し、
   前記第１レンズホルダの前記凹部と前記第２レンズホルダの前記凸部との少なくとも一部分を接着剤で固定することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記第１レンズホルダの前記凹部の少なくとも一部分に、前記第２レンズホルダの前記凸部に対向する切欠を形成し、
   前記第１レンズホルダの前記切欠と前記第２レンズホルダの前記凸部とを接着剤で固定することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記第２レンズホルダの前記凸部を前記第１レンズホルダよりも前記被写体側に延伸し、
   前記第２レンズホルダの前記凸部の内周部または前記被写体側の端面に絞り部材を固定することを特徴とする請求項１または２記載の固体撮像装置。
4. 前記第２レンズホルダの前記凸部を前記第１レンズホルダよりも前記被写体側に延伸し、
   前記第２レンズホルダの前記被写体側に、シャッタ装置を固定することを特徴とする請求項１または２記載の固体撮像装置。
5. 請求項１から請求項４いずれか一項記載の固体撮像装置を備えた電子機器。

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