(57)【要約】【課題】  解決しようとする問題点はホルダーにフォーカス調整機構である複数の受け面を形成すると集合状態での成形が困難だった点である。また光学部品と固体撮像素子の位置関係をより高精度で調整する必要が生じてきた点である。  【解決手段】  固体撮像装置において、筐体は光学部品を固定した略円筒形の鏡筒と、ＩＣを固定して前記鏡筒に嵌合するホルダとを組み合わせて成り、前記ホルダーには軸方向の高さが同一な複数の座面が円周方向に等間隔に形成されており、前記鏡筒には前記座面の各々が当接するフォーカス調整機構である複数の受け面が円筒状壁面に沿って形成されており、前記座面が前記フォーカス調整機構である複数の受け面と当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダーとの高さ方向の位置を調整可能にした。また、前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、微小段差を有する階段状にもしくは傾斜状に形成した。【選択図】        図２
2006227324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズとフィルタとを含む光学部品並びに固体撮像素子であるＩＣを筐体に固定した固体撮像装置において、前記筐体は前記光学部品を固定した略円筒形の鏡筒と、前記ＩＣを固定して前記鏡筒に嵌合するホルダーとを組み合わせて成り、前記ホルダーには軸方向の高さが同一な複数の座面が円周方向に等間隔に形成されており、前記鏡筒には前記座面の各々が当接するフォーカス調整機構である複数の受け面が円筒状壁面に沿って形成されており、前記複数の座面が前記フォーカス調整機構である複数の受け面とそれぞれ当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダーとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、微小段差を有する階段状に形成されており、前記座面が該受け面の階段状の面の中から何れか一つを選択して当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、傾斜状に形成されており、前記座面が該受け面の傾斜面の中から何れかの位置を選択して当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の座面は同一の高さにあり、前記複数の座面の各々に対応する前記受け面同士の高さは等しいことを特徴とする請求項１乃至３記載の固体撮像装置。  
【請求項５】
前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面と前記ホルダーに形成された座面とにより、前記固体撮像素子であるＩＣと前記光学部品との高さ方向の位置を調整することを特徴とする請求項１乃至４記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は個体撮像装置のフォーカス調整機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラや、カメラ付ノートパソコンあるいは携帯電話などに組み込まれている撮像装置は、固体撮像素子と回路基板、レンズ、レンズホルダ、フィルタなどの部品で構成されている。撮像装置を組み立てる工程では、レンズやフィルタなどの光学部品と固体撮像素子との位置関係を高精度に仕上げなければならない。特にカメラ付携帯電話などには小型化した撮像モジュールが用いられており、例えば固体撮像素子が１０万画素のレベルのものでは、焦点位置が５０μｍ程度ずれ込んでも焦点が合って見えるが、３０万画素以上になると２０μｍ程度ずれると画像がぼけて見える。そこで、上記位置関係を精度良く確保するための工夫として、固体撮像素子である集積回路（ＩＣ）の被着位置を可変としたものが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、特許文献１の提案では例えば固体撮像素子である集積回路の実装時のバンプ高さ等によって位置関係を合わせている。集積回路の実装は光学部品系の組み立て以前に行う必要があり、この提案は高精度部品の組み合わせによって精度を確保しようとする試みであって、高精度部品は必然的にコストアップを生じてしまう。
また、低弾性層を介して集積回路を実装することにより、弾性変形ストロークを広くすることが出来るという記載もあるが、弾性変形に位置関係調整を依存した場合は集積回路の固定が困難となり、さらに経時変化も問題となってしまう。
さらにまた位置決め用突起によって前記位置関係を合わせ込む方法もあるという記載はあるが具体的な方法については何ら述べられていない。
このように特許文献１の提案は、高精度で高価な部品を用いることによって光学部品と撮像素子である集積回路との位置関係を高精度に保とうとするもので、比較的安価な部品を用いて性能を保とうという提案とはなっていない。
【０００４】
このような問題を解決するため光学部品と固体撮像素子を組み立てた後で両者の位置関係を調整可能にするという方法がある。
この方法は、固体撮像装置においては一般にレンズとフィルタとを含む光学部品並びに固体撮像素子であるＩＣとが筐体に固定されているが、前記筐体を前記光学部品を固定した略円筒形の鏡筒と、前記ＩＣを固定して前記鏡筒に嵌合するホルダーとに分割し、該鏡筒と該ホルダーとの嵌合時に光学部品と固体撮像素子の位置関係を調整しようというものである。  
【０００５】
図４は光学部品と固体撮像素子を組み立てた後に両者の位置関係を調整可能にする一方法を説明する図である。
図４の１０は前記ホルダー１０の嵌合面を示した斜視図で、１２が前記鏡筒１２の嵌合面を示した斜視図である。
図４において、ホルダー１０の嵌合面には円筒状壁面に沿って、微小段差（例えば１０μｍ）を有する階段状に形成された複数の受け面２０，１８，１６，１４が連続して４カ所に配設されてフォーカス調整機構となっており、鏡筒１２の嵌合面には座面２２が４カ所設けられており、該４つの座面２２の高さは等しくなっている。
鏡筒１２とホルダー１０の嵌合にあたっては、前記４カ所に設けられた受け面２０，１８，１６，１４のうちのどれかの受け面と前記座面２２とが当接する。４つの座面２２が当接している受け面である４カ所の受け面の高さはそれぞれ等しい。このとき、あらかじめ階段状の受け面２０，１８，１６，１４のうち、中央付近の受け面と前記座面が当接した時の高さ方向の位置が設計上の狙い値になるように形成しておくことにする。その中央付近の受け面で焦点が合わないときには、隣接する他の受け面を選択して鏡筒１２とホルダー１０とを回転し、高さの異なる前記受け面と前記座面とを当接させることにより、光学部品と固体撮像素子の位置関係すなわち焦点位置を調整することができる。
【０００６】
この方法は前記光学部品を固定した鏡筒、前記ＩＣを固定したホルダー共に過度の高精度を要求されることがなく、レンズ等のバラツキ、固体撮像素子の微少な位置ズレ等を含んだ出来上がり部品の特性を、該鏡筒と該ホルダーの嵌合時に合わせ込むことが可能なので大幅な歩留まりのアップ、組み立て時間の短縮が可能となり効果大であった。
【０００７】
しかし、さらなる安価化を考えると問題がある。
安価化のためには前記鏡筒と前記ホルダーのうち少なくとも一方は数十個単位の集合状態で成形することが有効である。このうち前記鏡筒は光学部品等の固定のため比較的高い精度が要求されるため単個での加工が必要であった。そこで前記ホルダーを数十個単位の集合状態で成形していたが、前記フォーカス調整機構である複数の受け面の部分は比較的高い精度が要求されるため、集合状態での成形ではすべてのホルダーが仕様を満たすことは困難であった。そのため要求精度の低下や取個数の削減などが必要となり製品特性・生産効率の低下が問題となっていた。
【０００８】
また別の問題が生じている。近来固体撮像素子には高画質多画素化の要求が強くなってきており、この要求に対応するためにはより精密な調整が必要に成ってきたという問題である。前記フォーカス調整機構である受け面を階段状に形成すると経済的な製造精度からは１０μｍ単位程度の段差が加工限界であったが、高画質多画素化に対応するためには
調整幅が粗すぎ、さらなる高精度の調整が必要になってきたことである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３３３３３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点はホルダーにフォーカス調整機構である複数の受け面を形成すると集合状態での成形が困難だった点である。また光学部品と固体撮像素子の位置関係をより高精度で調整する必要が生じてきた点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の固体撮像装置は、レンズとフィルタとを含む光学部品並びに固体撮像素子であるＩＣを筐体に固定した固体撮像装置において、前記筐体は前記光学部品を固定した略円筒形の鏡筒と、前記ＩＣを固定して前記鏡筒に嵌合するホルダーとを組み合わせて成り、前記ホルダーには軸方向の高さが同一な複数の座面が円周方向に等間隔に形成されており、前記鏡筒には前記座面の各々が当接するフォーカス調整機構である複数の受け面が円筒状壁面に沿って形成されており、前記座面が前記フォーカス調整機構である複数の受け面と当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダーとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の固体撮像装置は、前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、微小段差を有する階段状に形成されており、前記座面が該受け面の階段状の面の中から何れか一つを選択して当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の固体撮像装置は、前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、傾斜状に形成されており、前記座面が該受け面の傾斜面の中から何れかの位置を選択して当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダとの高さ方向の位置を調整可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の固体撮像装置は、前記複数の座面は同一高さにあり、前記複数の座面の各々に対応する前記受け面同士の高さは等しいことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の固体撮像装置は、前記鏡筒に形成された前記フォーカス調整機構である複数の受け面と前記ホルダーに形成された座面とにより、前記固体撮像素子であるＩＣと前記光学部品との高さ方向の位置を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、鏡筒とホルダーとの嵌合時に位置調整が可能となるため比較的精度の低い部品の使用が可能となり、またホルダーを歩留まり良く集合状態で成形できるため部品歩留まり向上・生産効率の向上による安価化が可能となる。
また従来よりも高精度の位置調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
レンズとフィルタとを含む光学部品並びに固体撮像素子であるＩＣを筐体に固定した固体撮像装置において、前記筐体は前記光学部品を固定した略円筒形の鏡筒と、前記ＩＣを固定して前記鏡筒に嵌合するホルダとを組み合わせて成り、前記ホルダーには軸方向の高さが同一な複数の座面が円周方向に等間隔に形成されており、前記鏡筒には前記座面の各々が当接するフォーカス調整機構である複数の受け面が円筒状壁面に沿って形成されており、前記複数の座面が前記フォーカス調整機構である複数の受け面とそれぞれ当接することにより、前記鏡筒と前記ホルダーとの高さ方向の位置を調整可能にした。
また、前記フォーカス調整機構である複数の受け面は、微小段差を有する階段状にもしくは傾斜状に形成した。
【実施例１】
【００１８】
以下図面に基づいて本発明による固体撮像装置の説明を行う。
図１は本発明の固体撮像装置を示す中央縦断面図である。
図１において、固体撮像装置３０の筐体は、後述するレンズなどの光学部品を固定した略円筒形の鏡筒３６とやはり後述する固体撮像素子であるＩＣを固定した略円筒形のホルダー４６とに分離されている。４８はＦＰＣ（フレキシブル配線基板）であり、ホルダ４６下端面に接合されている。ＦＰＣ４８から外部へ接続するための接続部がホルダ４６の左側面から突出している。５２は固体撮像素子であるＩＣであり、ＦＰＣ４８にフェイスダウン実装されている。５０はＩＣ５２の受光面を除く周囲を覆っている封止樹脂である。
鏡筒３６上部中央にはザグリ部が形成され、その中心に受光開口部５４が形成されている。
３８は鏡筒３６に当接して収納された第一レンズ、４０は第一レンズ３８に重ねられた第二レンズ、５６は第一レンズ３８と第二レンズ４０とに挟まれた遮光スペーサ、４４はリング状のレンズ押さえ部材であり、第二レンズ４０下面を押さえて鏡筒３６に固定されている。３４はザグリ部に固定された赤外線カット用のフィルタであり、３２はザグリ部のフィルタ３４上に固定された透明な化粧シールである。４２はホルダ４６と鏡筒３６の間に配設された遮光用のＯリングである。６２は固体撮像装置３０を外部機器へ接続するためのインタフェースであるＦＰＣであり、ＡＣＦなどのコネクタでＦＰＣ４８の接続部に接続される。６４，６６は後述する座面で、ホルダー４６上の鏡筒３６との嵌合部に設けられている。該座面６４，６６と嵌合する鏡筒３６の面にはフォーカス調整機構である複数の受け面が設けられているが、これらについては図２，３で説明する。図１では座面（６４，６６）がホルダー４６の円周方向に等間隔に４カ所に形成されたものとして作図している。
なお以下の図において、同様の部材には同様の番号を付している。
【００１９】
図２は本発明による第１の実施例で、固体撮像装置の嵌合面の斜視図である。
図２の４６はホルダー４６の嵌合面を示した斜視図で、３６が鏡筒３６の嵌合面を示した斜視図である。なお簡単のため鏡筒３６の図は図１と上下関係を逆に描いている。この関係は図３でも同様である。
図２において、鏡筒３６の嵌合面には円筒状壁面に沿って、微小段差（例えば１０μｍ）を有する階段状に形成された複数の受け面７２，７４，７６，７８が連続して９０°毎に４カ所に配設されてフォーカス調整機構となっており、ホルダーの４６の嵌合面には座面６４，６８，６６，７０が円周方向に等間隔に４カ所設けられており、該４つの座面６４，６８，６６，７０の高さは等しくなっている。
鏡筒３６とホルダー４６の嵌合にあたっては、前記４カ所に設けられた受け面７２，７４，７６，７８のうちのどれかの受け面と前記座面６４，６８，６６，７０とが当接する。４つの座面６４，６８，６６，７０が当接している受け面である４カ所の受け面の高さはそれぞれ等しい。このとき、あらかじめ階段状の受け面７２，７４，７６，７８のうち、中央付近の受け面と前記座面が当接した時の高さ方向の位置が設計上の狙い値になるように形成しておくことにする。その中央付近の受け面で焦点が合わないときには、隣接する他の受け面を選択して鏡筒３６とホルダー４６とを回転し、高さの異なる前記受け面と前記座面とを当接させることにより、光学部品と固体撮像素子の位置関係すなわち焦点位置を調整することができる。
なお、フォーカス調整機構である受け面及び座面を何カ所に分けて設けるか、階段状の受け面を何段にするか、階段状受け面の段差寸法をいくつに設定するか等は要求仕様、製造能力等を勘案して決定する設計上の事項である。
【００２０】
ここで、この固体撮像装置の焦点合わせについて説明する。まず、鏡筒３６に第一レンズ３８，第二レンズ４０、遮光スペーサ５６、赤外線カット用のフィルタ３４等の光学部品を組み込んで固定し、ホルダ４６には固体撮像素子であるＩＣ５２を実装してそれぞれの組立体を形成する。次に、鏡筒３６組立体とホルダ４６組立体とを組み合わせるのだが、このとき鏡筒３６の受け面７２，７４，７６，７８がホルダ４６の座面６４，６８，６６，７０の何れか一つに当接するように回転位置を合わせて保持する。この状態で例えば予め鏡筒３６組立体の前方に配設したテストチャートのチャート面を発した光は、フィルタ３４、第一レンズ３８、第二レンズ４０を経てＩＣ５２の受光面に画像を結ぶので、ＦＰＣ４８から引き出されたインタフェースのＦＰＣ６２に接続したモニタ画面で画像の鮮明さを確認する。
焦点が合わないときには、隣接する他の受け面を選択して鏡筒３６、ホルダー４６回転して座面を異なる受け面と当接させ直し、焦点位置を調整することができる。焦点位置が決まったら、その状態のまま鏡筒３６とホルダ４６との組立体との隙間に接着剤を塗布して双方を固定する。この時鏡筒３６とホルダー４６との嵌合面に大きな応力は働いていないので安定に接着することが出来る。また接着により鏡筒とホルダーとを固定しているため衝撃による特性劣化の懸念を軽減する事が可能である。
【００２１】
この第１の実施例で注目すべきはフォーカス調整機構である受け面を鏡筒３６側に設けた点である。
鏡筒には光学部品等の固定のため比較的高い精度が要求されるため単個で加工するが、
フォーカス調整機構である受け面もやはり比較的高い精度が要求されるため、単個での加工に適している。また単個で製造するため製品精度の向上を実現することが可能となった。
一方ホルダー側が担当するＩＣの固定と座面とはさほどの精度は必要とせず、かつ修正も容易であるため数十個単位の集合状態で成形することが可能となり、歩留まりの向上による安価化が実現出来た。
【実施例２】
【００２２】
図３は本発明による第２の実施例で、図３（ａ）は固体撮像装置の嵌合面の斜視図である。
図３において、鏡筒３６のフォーカス調整機構である受け面は階段状ではなく１２０°毎に３カ所８０，８２，８４に分かれて円筒状壁面に沿って傾斜状に形成されている。
図示はしていないが対向するホルダーの座面は円周方向に１２０°毎等間隔に３カ所設けられており、表面が傾斜部８０，８２，８４と同様の傾斜面となっている。
このように構成したことにより、鏡筒３６とホルダー４６の嵌合にあたっては、３カ所に設けられた受け面８０，８２，８４のどこかの傾斜面と前記ホルダーの座面とが当接する。３つの座面が当接している受け面８０，８２，８４の高さはそれぞれ等しい。このとき、あらかじめ傾斜状の受け面８０，８２，８４の中央付近の受け面と前記座面が当接した時の高さ方向の位置が設計上の狙い値になるように形成しておくことにする。その中央付近の受け面で焦点が合わないときには、鏡筒３６とホルダー４６とを回転し、高さの異なる前記受け面と前記座面とを当接させることにより、光学部品と固体撮像素子の位置関係すなわち焦点位置を調整することができる。この時図３の実施例２では連続的に位置調整が出来るため実施例１に比べより高精度の調整が可能となる。
【００２３】
図３（ｂ）は受面８０，８２，８４を説明するための鏡筒３６の側面図で、側面から見ると鏡筒３６の壁面８６上に受け面８８が傾斜状に形成されている。本実施例では受け面の高さを０．２ｍｍに設定した。
なお、フォーカス調整機構である受け面及び座面を何カ所に分けて設けるか、傾斜状の受け面の角度をどのように設定するか等は要求仕様、製造能力等を勘案して決定する設計上の事項である。
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、レンズ等のバラツキ、固体撮像素子の微少な位置ズレ等を含んだ出来上がり部品の特性を、鏡筒とホルダーの嵌合時に合わせ込むことが可能なので大幅な歩留まりのアップ、組み立て時間の短縮が可能となる。
また、比較的高い精度が要求される部分を鏡筒に集中したため、鏡筒を単品成型品として製品精度の向上を実現することが可能である。
また、ホルダー部から高い精度が要求される部分を除いたため、歩留まり良く集合成形することが出来安価化に大きな高価がある。
さらに、フォーカス調整機構である受け面を傾斜状にしたことにより、より高精度の位置調整が可能となり効果大である。
【００２５】
なお本明細書においては勘合する鏡筒３６とホルダー４６の当接する面のうち、鏡筒側の面を「受け面」、ホルダー側の面を「座面」と表現したが、実体は本明細書の説明と同じままで、鏡筒側の面を「座面」、ホルダー側の面を「受け面」と表現しても問題はない。すなわち本明細書におけるすべての「受け面」なる記述を「座面」に、「座面」なる記述を「受け面」に換えても技術的内容は実質的に同一である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の固体撮像装置を示す中央縦断面図である。
【図２】本発明による第１の実施例で、固体撮像装置の嵌合面の斜視図である。
【図３】本発明による第２の実施例で、固体撮像装置の嵌合面の斜視図である。
【図４】光学部品と固体撮像素子を組み立てた後に両者の位置関係を調整可能にする一方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
３８，４０  レンズ
３４  フィルタ
５２  ＩＣ
３６  鏡筒
４６  ホルダー
６４，６６，６８，７０  座面
７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４  受面
【図１】
2006227324.tif 000003
【図２】
2006227324.tif 000004
【図３】
2006227324.tif 000005
【図４】
2006227324.tif 000006