(57)【要約】【課題】  撮像素子と素子固定材とレンズホルダとの各位置決めを正確かつ容易に行え、レンズと撮像素子との相対位置調整を容易かつ正確に行える撮像ユニットを提供する。【解決手段】  素子固定材５に、撮像素子４の素子固定材５への装着時における素子固定材５を位置決めするための位置決め用孔２５が形成され、この位置決め部２５に、素子固定材５とレンズホルダ７とを位置決めする位置決め用凸部７ａが係合されて素子固定材５にレンズホルダ７が固定されている。これにり、素子固定材５と撮像素子４との相対位置を位置決めする素子固定材５の位置決め用孔２５が、素子固定材５とレンズホルダ７との相対位置を位置決めする位置決め部としても用いられているので、レンズホルダ７により保持されたレンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃと撮像素子４との位置決めを極めて正確かつ容易に行える。【選択図】    図４
2006154319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、撮像素子を固定する素子固定材と、レンズを保持した状態で前記素子固定材に取り付けられたレンズホルダとを備えた撮像ユニットであって、
素子固定材に位置決め部が形成され、この位置決め部に、素子固定材とレンズホルダとを位置決めするレンズホルダ側の位置決め部が係合されて素子固定材にレンズホルダが固定されている撮像ユニット。
【請求項２】
素子固定材の位置決め部で素子固定材を位置決めした状態で、撮像素子を素子固定材に装着する請求項１に記載の撮像ユニット。
【請求項３】
素子固定材の位置決め部が位置決め用孔であり、レンズホルダの位置決め部が位置決め用凸部である請求項１または２に記載の撮像ユニット。
【請求項４】
素子固定材の位置決め部とレンズホルダの位置決め部とが、互いに嵌合し合うテーパ形状の孔と凸部とである請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項５】
位置決め部としての位置決め用孔の表面側に、この位置決め用孔よりも広い窪み部が形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項６】
レンズホルダに、素子固定材に当接して素子固定材の厚み方向の位置を規制する当接凸部を設けた請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項７】
レンズホルダの当接凸部を、３箇所以上設けた請求項６記載の撮像ユニット。
【請求項８】
各当接凸部が、素子固定材に臨む面における、光軸からの離間距離が略同じ位置に、略同じ高さで設けられている請求項７記載の撮像ユニット。
【請求項９】
レンズホルダに設けた当接凸部が、レンズホルダの素子固定材に臨む面において光軸位置からレンズホルダ側位置決め部よりも離れた位置に形成されている請求項７または８に記載の撮像ユニット。
【請求項１０】
当接凸部が正多角形の角部となる位置に配置された請求項８記載の撮像ユニット。
【請求項１１】
素子固定材が多角形状とされ、全ての当接凸部が、素子固定材の相対向する面における対角線以外の箇所に当接するように配置された請求項７〜１０の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項１２】
当接凸部が、球面状に膨らむ形状である請求項７〜１１の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項１３】
レンズホルダが、レンズが取り付けられるレンズ保持筒と、このレンズ保持筒と光軸方向に移動可能に係合されて、素子固定材に取り付けられるレンズ保持基台とに分割されて構成されている請求項１〜１２の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項１４】
素子固定材における撮像素子配設空間を覆う覆い部材が素子固定材に取り付けられ、レンズホルダにおける前記覆い部材に相対向する位置に、この覆い部材よりも大きな寸法で窪む凹部が形成されている請求項１〜１３の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項１５】
素子固定材とレンズホルダとが互いに対応する多角形状とされ、レンズホルダの多角形の角部に切欠開口部が形成され、この切欠開口部に、素子固定材とレンズホルダとを接着して固定する接着剤が充填されている請求項１〜１４の何れか１項に記載の撮像ユニット。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか１項に記載の撮像ユニットを備えた撮像装置。
【請求項１７】
位置決め部を有する素子固定材を、載置台に、この載置台に設けた位置決め用部品を前記位置決め部に係合させた状態で載置する工程と、載置台上に位置決めされた素子固定材に撮像素子を載せて固定する工程と、撮像素子が固定された素子固定材を載置台から取り外し、素子固定材の位置決め部に、レンズホルダに設けた位置決め部を係合させた姿勢で、素子固定材とレンズホルダとを組み付けて固定する工程とを備えた撮像ユニットの製造方法。
【請求項１８】
撮像素子が固定された素子固定材に、素子固定材の位置決め部に、レンズ保持基台とレンズ保持筒とを固定せずに係合させた状態のレンズホルダを、レンズ保持基台に設けた位置決め部を係合させて、素子固定材とレンズホルダのレンズ保持基台とを組み付けて固定する工程と、レンズ保持基台に対してレンズ保持筒を光軸方向方向に移動させて、レンズ保持基台により保持したレンズと撮像素子との間の距離を調整する工程と、この後、レンズ保持基台に対してレンズ保持筒を固定する工程とを備えた請求項１７に記載の撮像ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズで受けた光を撮像素子の撮像面に受けて撮像情報を得る撮像ユニット、この撮像ユニットを備えた撮像装置、および撮像ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズで受けた光を撮像素子の撮像面に受けて撮像情報を得る撮像ユニットは知られており、この撮像ユニットは電子スチルカメラやカメラ機能を有する携帯端末などの各種撮像装置に用いられている。
【０００３】
この撮像ユニットにおいて、レンズからの光を撮像素子における所定範囲の撮像領域に照射させるとともに、鮮明で、片ボケ等のない画像を得るためには、レンズで受けた光を、撮像面の領域に位置精度良く、かつ良好な垂直精度で結像させる必要がある。つまり、レンズと撮像面との間に相対位置のズレや光軸のズレがあると、レンズからの光束の位置が撮像面から外れてしまったり、撮像された画のケラレ、タオレを生じたり、片ボケを生じたりする。したがって、このような不具合が生じないようにすべく、レンズと撮像素子との相対位置や、光軸と撮像面との垂直度を正確に合わせ、かつバックフォーカスレンズの取付面から撮像面までの距離（バックフォーカス距離）を正確に合わせる必要がある。
【０００４】
従来の撮像ユニットにおいては、撮像素子を基板などの素子固定材に取り付つけるともに、前記素子固定材に、レンズを保持したレンズホルダを、位置調整用のねじで位置調整可能な姿勢で組み付けた後、レンズからの光束が撮像素子の撮像面に良好に位置決めされ、撮像素子の撮像面とレンズの光軸とが垂直となるように、位置調整用のねじを用いて調整したり、特許文献１などに開示されているように、素子固定材とレンズホルダとの間に位置調整用基板を介装し、この位置調整用基板の素子固定材やレンズホルダに対する取付位置を位置調整用基板に設けたねじで調整したりして、レンズと撮像素子との相対位置や、レンズの光軸と撮像面との垂直精度を合わせていた。
【特許文献１】特開平６−１６７６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の撮像ユニットでは、撮像素子と素子固定材との位置規制や、素子固定材とレンズホルダとの位置規制を行わずに、撮像素子と素子固定材とレンズホルダとを組み付けた後に、位置調整用のねじを調整したり、位置調整用基板の取付位置をねじで調整したりして、各撮像ユニット毎に、レンズと撮像素子との相対位置や、レンズの光軸と撮像面との垂直精度等を調整していたため、これらの調整作業を必ず行わなければならないとともに、これらの調整作業に極めて多くの手間や時間がかかっていた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、撮像素子と素子固定材とレンズホルダとの各位置決めを正確かつ容易に行うことができて、レンズと撮像素子との相対位置調整やレンズの光軸と撮像面との垂直精度調整などを少ない手間で容易かつ正確に行うことができる撮像ユニット、撮像ユニットを有する撮像装置および撮像ユニットの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、撮像素子と、撮像素子を固定する素子固定材と、レンズを保持した状態で前記素子固定材に取り付けられたレンズホルダとを備えた撮像ユニットであって、素子固定材に位置決め部が形成され、この位置決め部に、素子固定材とレンズホルダとを位置決めするレンズホルダ側の位置決め用凸部などの位置決め部が係合されて素子固定材にレンズホルダが固定されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、素子固定材の位置決め部とレンズホルダ側の位置決め用凸部などの位置決め部とを係合させて素子固定材に対してレンズホルダが正確な位置に位置決めさせた状態で、素子固定材に装着できるので、素子固定材と、レンズを保持したレンズホルダとを高精度で位置決めできる。
【０００９】
また、素子固定材の位置決め部で素子固定材を位置決めした状態で、撮像素子を素子固定材に装着するようにしてもよい。
この構成によれば、撮像素子を素子固定材に装着する際には、位置決め用孔などの位置決め部を用いて、素子固定材に対して撮像素子が正確な位置に位置決めされた状態で、撮像素子を素子固定材に装着できる。また、レンズホルダを素子固定材に装着する際には、素子固定材の位置決め部とレンズホルダ側の位置決め用凸部などの位置決め部とを係合させて素子固定材に対してレンズホルダが正確な位置に位置決めさせた状態で、素子固定材に装着できる。しかも、素子固定材と撮像素子との相対位置を位置決めする素子固定材の位置決め部が、素子固定材とレンズホルダとの相対位置を位置決めする位置決め部としても用いられているので、レンズホルダにより保持されたレンズと撮像素子との位置決めを極めて正確に行うことができる。つまり、例えば、素子固定材に、撮像素子に対する位置決めを行う撮像素子用位置決め部と、レンズホルダに対する位置決めを行うレンズホルダ用位置決め部とが別個に形成されていると、装着時の温度環境の違いなどにより、撮像素子用位置決め部とレンズホルダ用位置決め部との相対位置が変化して、位置決め精度が低下する可能性があるが、本発明によればこのような位置決め精度の低下が生じず、極めて精度の高い位置決めを行うことができる。これにより、従来必要であったねじや位置調整用基板などによる調整を行わなくても、撮像素子と、素子固定材と、レンズを保持したレンズホルダとの、位置決め部により位置決めされる方向の位置決めを高精度で行うことができる。
【００１０】
また、本発明は、素子固定材の位置決め部とレンズホルダの位置決め部とが、互いに嵌合し合うテーパ形状の孔と凸部とであることを特徴とする。
この構成により、互いの位置決め部同士をさせた際にその係合部の中心部が一致して位置決め精度が向上するとともに、テーパ面が形成されていない場合に比較して、係合作業を行い易くなり作業能率が向上する。
【００１１】
また、本発明は、位置決め部としての位置決め用孔の表面側に、この位置決め用孔よりも広い窪み部（いわゆるざぐり穴）が形成されていることを特徴とする。
このように窪み部を形成したことにより、位置決め用孔の表面側に、挿入するなどして係合される側の位置決め部が案内され易くなり、さらに係合作業を行い易くなり作業能率が向上する。
【００１２】
また、本発明は、レンズホルダに、素子固定材に当接して素子固定材の厚み方向の位置を規制する当接凸部を設けたことを特徴とする。
この構成により、素子固定材にレンズホルダを組み付けた際に、レンズホルダの当接凸部が素子固定材に当接し、素子固定材とレンズホルダとの厚み方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００１３】
また、本発明は、レンズホルダの当接凸部を、３箇所以上設けたことを特徴とする。
この構成により、素子固定材に対してレンズホルダが３箇所以上の点で当接することとなり、当接対象となる面を精度良く位置決めすることができる。
【００１４】
また、本発明は、各当接凸部が、素子固定材に臨む面における、光軸からの離間距離が略同じ位置に、略同じ高さで設けられていることを特徴とする。
これらの当接凸部により、素子固定材に対するレンズホルダの位置決めを精度良く、かつ安定した姿勢で行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、レンズホルダに設けた当接凸部が、レンズホルダの素子固定材に臨む面において光軸位置からレンズホルダ側位置決め部よりも離れた位置に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、当接凸部が、レンズホルダの素子固定材に臨む面において光軸からレンズホルダ側位置決め部よりも近い位置に形成されている場合と比較して、当接凸部間の距離を大きめにとることができて、素子固定材の厚み方向の位置決めを高精度に行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、当接凸部が正多角形の角部となる位置に配置されたことを特徴とする。
この構成により、素子固定材に対するレンズホルダの位置決めを精度良く、かつ安定した姿勢で行いやすくなる。
【００１８】
また、本発明は、素子固定材が多角形状とされ、全ての当接凸部が、素子固定材の相対向する面における対角線以外の箇所に当接するように配置されたことを特徴とする。
固定素子材が多角形状であり、製造工程における熱収縮時の変形などにより、その表面が完全な平面ではない場合には、対角線の位置で窪んだり反ったりして屈曲している確率が高いが、上記構成のように、全ての当接凸部が、素子固定材の相対向する面における対角線以外の箇所に当接するように配置することで、面精度が安定した箇所に全ての当接凸部が当接し、さらに位置決め精度を高めることができる。
【００１９】
また、本発明は、当接凸部が、球面状に膨らむ形状であることを特徴とする。
この構成により、当接凸部を素子固定材に対して安定した状態で精度良く当接させることができる。
【００２０】
また、本発明は、レンズホルダが、レンズが取り付けられるレンズ保持筒と、このレンズ保持筒と光軸方向に移動可能に係合されて、素子固定材に取り付けられるレンズ保持基台とに分割されて構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、素子固定材にレンズ保持基台を固定した後に、レンズ保持基台に対するレンズ保持筒の係合位置を調整してレンズを光軸方向に移動調整することが可能となり、調整作業を能率よく行うことができる。
【００２２】
また、本発明は、素子固定材における撮像素子配設空間を覆う覆い部材が素子固定材に取り付けられ、レンズホルダにおける前記覆い部材に相対向する位置に、この覆い部材よりも大きな寸法で窪む凹部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、撮像ユニットを小型化するために、覆い部材とレンズホルダとを接近させて配置させた場合でも、当接することがなくなり、支障をきたさない。
また、本発明は、素子固定材とレンズホルダとが互いに対応する多角形状とされ、レンズホルダの多角形の角部に切欠開口部が形成され、この切欠開口部に、素子固定材とレンズホルダとを接着して固定する接着剤が充填されていることを特徴とする。
【００２４】
この構成により、素子固定材にレンズホルダを位置決めして組み付けた状態で接着でき、しかも組み付けた状態でも接着剤を供給し易いので、接着作業を行い易い。また、接着面積を多めに得ることができるとともに、切欠開口部が、素子固定材とレンズホルダとの対向する箇所の最も外側に位置し、しかも多角形状の角部であるので、剥離しようとした際の力やモーメントに対しての阻止力が大きくなり、剥離し難くなる。
【００２５】
また、本発明の撮像ユニットの製造方法は、位置決め部を有する素子固定材を、載置台に、この載置台に設けた位置決め用部品を前記位置決め部に係合させた状態で載置する工程と、載置台上に位置決めされた素子固定材に撮像素子を載せて固定する工程と、撮像素子が固定された素子固定材を載置台から取り外し、素子固定材の位置決め部に、レンズホルダに設けた位置決め部を係合させた姿勢で、素子固定材とレンズホルダとを組み付けて固定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
この方法により、素子固定材に対して撮像素子を正確な位置に位置決めでき、また、レンズを保持したレンズホルダを、素子固定材に対して正確な位置に位置決めでき、しかも、素子固定材と撮像素子との相対位置を位置決めする素子固定材の位置決め部が、素子固定材とレンズホルダとの相対位置を位置決めする位置決め部としても用いられているので、レンズホルダにより保持されたレンズと撮像素子との位置決めを極めて正確に行うことができる。これにより、従来必要であったねじや位置調整用基板などによる調整を行わなくても、撮像素子と、素子固定材と、レンズを保持したレンズホルダとの、位置決め部により位置決めされる方向の位置決めを高精度で行うことができる。
【００２７】
また、本発明の撮像ユニットの製造方法は、撮像素子が固定された素子固定材に、素子固定材の位置決め部に、レンズ保持基台とレンズ保持筒とを固定せずに係合させた状態のレンズホルダを、レンズ保持基台に設けた位置決め部を係合させて、素子固定材とレンズホルダのレンズ保持基台とを組み付けて固定する工程と、レンズ保持基台に対してレンズ保持筒を光軸方向方向に移動させて、レンズ保持基台により保持したレンズと撮像素子との間の距離を調整する工程と、この後、レンズ保持基台に対してレンズ保持筒を固定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
この方法により、素子固定材にレンズ保持基台を固定した後に、レンズ保持基台に対するレンズ保持筒の係合位置を調整してレンズを光軸方向に移動調整することが可能となり、調整作業を能率よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように本発明によれば、素子固定材に位置決め部を形成し、この位置決め部に、素子固定材とレンズホルダとを位置決めするレンズホルダ側の位置決め用凸部などの位置決め部を係合させて素子固定材にレンズホルダを固定することにより、素子固定材に対して撮像素子が正確な位置に位置決めできる。
【００３０】
また、レンズを保持したレンズホルダが、素子固定材に対して正確な位置に位置決めできるだけでなく、レンズホルダにより保持されたレンズと撮像素子との位置決めを極めて正確に行うことができ、極めて精度の高い位置決めを行うことができる。そして、従来必要であったねじや位置調整用基板などによる調整を行わなくて済むので、これらの調整作業に要していた多くの手間や時間を省くことができて、撮像ユニット生産時の作業能率が向上する。
【００３１】
また、素子固定材の位置決め部とレンズホルダの位置決め部とが、互いに係合し合うテーパ形状の孔と凸部とにより構成することで、位置決め精度が向上するとともに、テーパ面が形成されていない場合に比較して、係合作業を行い易くなり作業能率が向上する。
【００３２】
また、位置決め部としての位置決め用孔の表面側に、この位置決め用孔よりも広い窪み部を形成することにより、素子固定材とレンズホルダとの組み付け時での挿入などの係合作業を行い易くなり作業能率が向上する。
【００３３】
また、レンズホルダに、素子固定材に当接して素子固定材の厚み方向の位置を規制する当接凸部を設けたことにより、素子固定材とレンズホルダとの厚み方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００３４】
また、レンズホルダの当接凸部を、３箇所以上設けることで、素子固定材とレンズホルダとの厚み方向の位置決めを精度良く行うことができる。
また、各当接凸部が、素子固定材に臨む面における、光軸からの離間距離が略同じ位置に、略同じ高さで設けられていることにより、素子固定材に対するレンズホルダの位置決めを安定した姿勢で精度良く行うことができる。
【００３５】
また、レンズホルダに設けた当接凸部が、レンズホルダの素子固定材に臨む面において光軸からレンズホルダ側位置決め部よりも離れた位置に形成されていることで、当接凸部が、レンズホルダの素子固定材に臨む面において光軸からレンズホルダ側位置決め部よりも近い位置に形成されている場合と比較して、当接凸部間の距離を大きめにとることができて、素子固定材の厚み方向の位置決めを高精度に行うことができる。
【００３６】
また、当接凸部が正多角形の角部となる位置に配置されていることで、素子固定材に対するレンズホルダの位置決めを精度良く、かつ安定した姿勢で行うことができる。
また、素子固定材が多角形状とされ、全ての当接凸部が、素子固定材の相対向する面における対角線以外の箇所に当接するように配置されていることにより、面精度が安定した箇所に全ての当接凸部が当接し、さらに位置決め精度を高めることができる。
【００３７】
また、当接凸部を、球面状に膨らむ形状とすることで、当接凸部を素子固定材に対して安定した状態で精度良く当接させることができる。
また、本発明は、レンズホルダが、レンズが取り付けられるレンズ保持筒と、このレンズ保持筒と光軸方向に移動可能に係合されて、素子固定材に取り付けられるレンズ保持基台とに分割されて構成されていることにより、フォーカスの調整作業を能率よく行うことができる。
【００３８】
また、素子固定材における撮像素子配設空間を覆う覆い部材が素子固定材に取り付けられ、レンズホルダにおける前記覆い部材に相対向する位置に、この覆い部材よりも大きな寸法で窪む凹部が形成されていることにより、撮像ユニットを小型化するために、覆い部材とレンズホルダとを接近させて配置させた場合でも支障をきたさなくでき、信頼性が向上する。
【００３９】
また、本発明は、素子固定材とレンズホルダとが互いに対応する多角形状とされ、レンズホルダの多角形の角部に切欠開口部が形成され、この切欠開口部に、素子固定材とレンズホルダとを接着して固定する接着剤が充填されていることにより、素子固定材にレンズホルダを位置決めして組み付けた状態で接着でき、しかも組み付けた状態でも接着剤を供給し易いので、接着作業を行い易く作業能率が向上する。また、剥離しようとした際の力やモーメントに対しての阻止力が大きくなり、剥離し難くなり、耐久性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像ユニットおよび撮像装置ならびに撮像ユニットの製造方法を図面に基づき説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る撮像装置の一例であるカメラの斜視図、図２は本発明の撮像ユニットの構成を概略的に示す斜視図、図３は同撮像ユニットの分解斜視図、図４は同撮像ユニットの断面図である。なお、以下における撮像ユニットの説明は、理解し易いように、図４に示すように撮像ユニットのレンズなどが上側に向けられた配置姿勢である場合を説明するが、この配置の向きに限らないことは申すまでもない。
【００４１】
図１に示すように、カメラ（電子スチルカメラ）１には撮像ユニット２が内蔵されている。なお、図１における３はシャッタ釦である。
図２〜図４に示すように、撮像ユニット２は、撮像素子（いわゆる撮像素子チップ）４と、撮像素子４を固定する素子固定材５と、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃと、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを保持した状態で素子固定材５に取り付けられたレンズホルダ７などから構成されている。また、この実施の形態においては、この撮像ユニット２がプリント基板８上に搭載されており、プリント基板８上には、この撮像ユニット２に加えて、制御用半導体（制御用ＩＣ）９や、コンデンサなどの電子部品１０も搭載されている。
【００４２】
図４、図８（ｃ）などに示すように、素子固定材５は、金属製のリードフレーム１１と、樹脂部１２とから構成され、中央部が開口されている。素子固定材５の下面側には、撮像素子４が、この撮像素子４の端子とリードフレーム１１とが金バンプ１３を介して電気的に接続された状態で、導電性接着材１４および位置固定剤３２により装着されている。素子固定材５の上面側には、撮像素子４の撮像面にごみなどが付着しないように、撮像面４ａに臨む空間（撮像素子配設空間）を覆う覆い部材としての透明なシールガラス１５がガラス接着剤１６で固着されている。
【００４３】
素子固定材５には、レンズホルダ７が位置決めされた状態で、素子固定材５の上面側および側面を覆うような姿勢で接着剤２６（図２参照）により取り付けられている。レンズホルダ７は、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃが取り付けられたレンズ保持筒２１と、素子固定材５に取り付けられるレンズ保持基台２２とに分割されて構成されている。レンズ保持筒２１の外周面と、レンズ保持基台２２の内周面とには、互いに螺合するねじ部２１ａ，２２ａが形成されているとともに、レンズ保持基台２２の内周面には、レンズ保持筒２１の外周面に摺接して、レンズ保持筒２１をレンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの光軸Ｏ方向に移動自在に案内する案内面２２ｂ、２２ｃが形成されている。そして、レンズ保持基台２２に対してレンズ保持筒２１を、光軸Ｏを中心に回動させることで、光軸Ｏ方向に移動させて位置調整を行えるように構成されている。なお、図２における２３は、レンズ保持基台２２に対してレンズ保持筒２１の位置決めを行った後に、塗布されて、レンズ保持基台２２に対してレンズ保持筒２１を固定する接着剤、図４における３３は撮像素子４を固定した素子固定材５をプリント基板８上に装着する半田ボールである。
【００４４】
これらの構成に加えて、特に本発明においては、素子固定材５に、撮像素子４の素子固定材５への装着時における素子固定材５を位置決めするための位置決め部としての位置決め用孔２５が２箇所に形成されている。そして、この位置決め用孔２５に、素子固定材５とレンズホルダ７とを位置決めするレンズホルダ７側の位置決め部としての位置決め用凸部７ａがそれぞれ係合されて素子固定材５にレンズホルダ７が固定されている。この実施の形態では、位置決め用孔２５の下部側が、後述するマウント治具３０の治具ピン（位置決め用部品）３０ａ（図９参照）が挿通されて係合する細径孔２５ａとされ、また、位置決め用孔２５の上部側が、レンズホルダ７に形成された位置決め部としての位置決め用凸部７ａが挿入されて係合する太径孔２５ｂとされ、さらに太径孔２５ｂの上表面側箇所には、太径孔２５ｂよりも広い面積で窪む窪み部（いわゆるざぐり形状に窪むざぐり孔）２５ｃが形成されている。また、図６、図８に示すように、位置決め用孔２５の細径孔２５ａは素子固定材５の厚み方向に対して同じ開口断面積の孔形状とされている一方、位置決め用孔２５の太径孔２５ｂは、上表面側ほど開口断面積が広がるテーパ形状とされている。そして、位置決め用孔２５の太径孔２５ｂに対応するように、レンズホルダ７の位置決め用凸部７ａも、先端ほど細径となる同様なテーパ形状に形成されている。
【００４５】
レンズホルダ７の位置決め用凸部７ａは、素子固定材５の上面部に臨むレンズホルダ７の底面部７ｂに形成されており、この底面部７ｂには、図５、図６に示すように、素子固定材５に載せられた際に素子固定材５の上面部に当接して素子固定材５の厚み方向の位置を規制する当接凸部７ｃも形成されている。当接凸部７ｃは、球面状に膨らむ形状で３箇所に設けられ、光軸Ｏを中心として、光軸Ｏからの離間距離が略同じ位置に、互いの離間距離も略同じ位置で（すなわち、正三角形の角部となる位置に）、略同じ高さで形成されている。また、図５に示すように、当接凸部７ｃは、この各当接凸部７ｃの中心が、各位置決め用凸部７ａの中心よりも光軸Ｏから離れた位置に形成されている（図５において、各当接凸部７ｃの中心を結んだ円状のラインをＬで示す）。さらに、この実施の形態においては、素子固定材５およびレンズホルダ７の底面部分が平面視して正方形（長方形やその他の多角形状でもよい）とされ、全ての当接凸部７ｃならびに位置決め用凸部７ａが、素子固定材５の上面における対角線Ｔ以外の箇所に当接するように配置されている。この実施の形態では、１つの当接凸部７ｃ’が各対角線Ｔから同じ距離離れた略中間位置に形成され、他の２つの当接凸部７ｃ”は、前記１つの当接凸部７ｃ’に隣り合わない対角線Ｔ’よりも、前記１つの当接凸部７ｃ’に寄った位置に配置されている。
【００４６】
また、レンズホルダ７の底面部７ｂにおける、素子固定材５に取り付けられたシールガラス１５と相対向する位置には、このシールガラス１５よりも大きな寸法で窪む凹部７ｆが形成され、レンズホルダ７を素子固定材５に取り付けられた際でも、シールガラス１５にレンズホルダ７が当接しないようになっている。
【００４７】
さらに、レンズホルダ７の底面部７ｂ外周の端辺となる箇所からは、素子固定材５の各側面を覆う位置となるように下方に延びる下延部７ｄが形成されている。そして、これらの底面部７ｂおよび下延部７ｄにおける四角形の角部となる箇所（いわゆる四隅部）に切欠開口部７ｅが形成され、この切欠開口部７ｅに、素子固定材５とレンズホルダ７とを接着して固定する接着剤２６が充填されている。
【００４８】
次に、この撮像ユニット２の製造工程について図７〜図１７を参照しながら説明する。
まず、図７におけるステップＳ１および図８（ａ）に示すように、中央が開口したリードフレーム１１を製造し、この際にリードフレーム１１に位置決め用孔１１ａや素子側端子面１１ｂ、ボール側端子面１１ｃを形成しておく。次に、図７におけるステップＳ２および図８（ｂ）に示すように、リードフレーム１１を封止用金型に内挿した状態で、樹脂を封止して樹脂部１２を形成する。樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂である。また、樹脂封止の方法は、例えば、トランスファーモールド法である。この際、位置決め用孔１１ａと一致させて、位置決め用孔２５を形成する。次に、図７におけるステップＳ３および図８（ｃ）に示すように、リードフレーム１１の不要外周部分を切断して、素子パッケージ単位になるよう分割する。これらのリードフレーム１１と樹脂部１２とにより、撮像素子４を固定する素子固定材５が構成される。
【００４９】
次に、図７におけるステップＳ４および、図９（ａ）に示すように、マウント治具３０上に素子固定材５を裏返した姿勢で載置（マウント）する。この際、マウント治具３０の治具ピン３０ａに素子固定材５の位置決め用孔２５の細径孔２５ａが挿通されるように素子固定材５を載置する。これにより、マウント治具３０上で素子固定材５の載置位置が決められる。この後、図７におけるステップＳ５および、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、吸着治具３１で撮像素子４を吸着し、この撮像素子４を、マウント治具３０上に載せられた素子固定材５に、マウントする。この場合に、撮像素子４には、予め、金バンプ１３を形成し、金バンプ１３に導電性接着剤１４を塗布した後に、マウントする。また、吸着治具３１の位置は、治具ピン３０ａに対して初期化された所定の位置とされている。したがって、治具ピン３０ａが挿入されて位置決めされた素子固定材５に対して、撮像素子４が所定位置にマウントされ、良好な位置精度が得られる。
【００５０】
次に、図７におけるステップＳ６および、図１０（ａ）に示すように、バンプ接続部に、位置固定剤（サイドフィル）３２を塗布し、硬化させる。この後、撮像素子４を固定した素子固定材５をマウント治具３０より取り外し、裏返して元の姿勢に戻し、図７におけるステップＳ７および、図１０（ｂ）に示すように、素子固定材５の上面（撮像素子４を固定した面と逆の面）にシールガラス１５を取付け、ガラス接着剤１６で接着して固定する。その後、図７におけるステップＳ８および、図１０（ｃ）に示すように、リフロー工程により、リードフレーム１１のボール側端子面１１ｃに半田ボール３３を取り付ける。
【００５１】
なお、上記では、図７におけるステップＳ３で示す分割工程を、ステップＳ２で示す樹脂工程の後としたが、ステップＳ６で示すシールガラス取付け工程の後や、ステップＳ８で示す半田ボール搭載工程の後であっても構わない。また、素子固定材５に撮像素子４やシールガラス１５を固定したものを素子パッケージ３５と称す。
【００５２】
次に、図１１におけるステップＳ１０および、図１２、図１３（図１３は図１２の線分ＡＢにおける断面図）に示すように、素子パッケージ３５をプリント基板８上に半田実装する。その際、同時に制御用半導体９やコンデンサ等の電子部品１０もプリント基板８に半田実装する。
【００５３】
一方、これと並行して、図１１におけるステップＳ１１および、図１４に示すように、レンズ保持筒２１にレンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを組み込み、図１１におけるステップＳ１２および、図１５に示すように、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを組み込んだレンズ保持筒２１をレンズ保持基台２２に、互いのねじ部２１ａ，２２ａを螺合させながらねじ入れてレンズホルダ７を組立てる。なお、図１４における２１ｂは、後述するフォーカス調整時にレンズ保持筒２１を治具により回転する際に、治具を差し込むフォーカス調整溝である。
【００５４】
そして、図１１におけるステップＳ１３および、図１５、図１６に示すように、素子固定材５の位置決め用孔２５にレンズホルダ７の位置決め用凸部７ａが挿入されるように位置決めした状態で、プリント基板８に実装された素子パッケージ３５にレンズホルダ７のレンズ保持基台２２を取付け、図１１におけるステップＳ１４および、図１７に示すように、レンズホルダ７の切欠開口部７ｅに接着剤２６を塗布して、素子固定材５の四隅部と、この箇所に形成されたレンズホルダ７の切欠開口部７ｅに臨む部分とを接着剤２６で固定する。
【００５５】
その後、撮像ユニット１での撮像画像を確認しながら（図１１におけるステップＳ１５）、ピントが合うように、レンズ保持筒２１に形成されたフォーカス調整溝２１ｂに治具を差し込んでレンズ保持筒２１を回して、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃと撮像素子４との間の距離を調整する（図１１におけるステップＳ１６および図１６、図１７参照）。そして、ピントが合うと、図１１におけるステップＳ１７および、図２、図４に示すように、レンズ保持筒２１の外周部に接着剤２３を充填してレンズ保持筒２１とレンズ保持基台２２とを固定し、撮像ユニット２を完成させる。
【００５６】
この構成によれば、素子固定材５の位置決め用孔２５の太径孔２５ｂとレンズホルダ７側の位置決め用凸部７ａとが係合されて素子固定材５に対してレンズホルダ７が正確な位置に位置決めされた状態で、素子固定材５に装着できる。
【００５７】
また、撮像素子４を素子固定材５に装着する際には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、位置決め用孔２５の細径孔２５ａを用いて、素子固定材５に対して撮像素子４が正確な位置に位置決めされた状態で、撮像素子４を素子固定材５に装着できる。また、レンズホルダ７を素子固定材５に装着する際には、素子固定材５の位置決め用孔２５の太径孔２５ｂとレンズホルダ７側の位置決め用凸部７ａとが係合されて素子固定材５に対してレンズホルダ７が正確な位置に位置決めされた状態で、素子固定材５に装着できる。しかも、素子固定材５と撮像素子４との相対位置を位置決めする素子固定材５の位置決め用孔２５が、素子固定材５とレンズホルダ７との相対位置を位置決めする位置決め部としても用いられているので、レンズホルダ７により保持されたレンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃと撮像素子４との撮像素子平面方向に対する位置決めを極めて正確に行うことができる。つまり、例えば、素子固定材５に、撮像素子４に対する位置決めを行う撮像素子用位置決め部と、レンズホルダ７に対する位置決めを行うレンズホルダ用位置決め部とが別個に形成されていると、装着時の温度環境の違いなどにより、撮像素子用位置決め部とレンズホルダ用位置決め部との相対位置が変動して、位置決め精度が低下する可能性があるが、本発明によればこのような位置決め精度の低下が生じず、極めて精度の高い位置決めを行うことができる。これにより、従来必要であったねじや位置調整用基板などによる調整を行わなくても、撮像素子４と、素子固定材５と、レンズを保持したレンズホルダ７との、位置決め用孔２５により位置決めされる撮像素子平面方向の位置決めを高精度で行うことができる。
【００５８】
また、素子固定材５の位置決め用孔２５の太径孔２５ｂとレンズホルダ７の位置決め用凸部７ａとが、互いに嵌合し合うテーパ形状であるので、これら位置決め用孔２５と位置決め用凸部７ａとを係合させた際にその係合部分の中心部が一致して位置決め精度が向上するとともに、テーパ面が形成されていない場合に比較して、係合作業を行い易くなり作業能率が向上する。
【００５９】
しかも、素子固定材５における位置決め用孔２５の太径孔２５ｂの表面側に、この太径孔２５ｂよりも広い窪み部２５ｃを形成しているので、係合させる際に、レンズホルダ７の位置決め用凸部７ａが位置決め用孔２５の窪み部２５ｃにより案内されて太径孔２５ｂに挿入され易くなり、これによりさらに作業能率が向上する。
【００６０】
また、レンズホルダ７における素子固定材５に相対向する底面部７ｂに、素子固定材５側に向けて球面状に膨らむ形状に突出する当接凸部７ｃを、光軸Ｏからの距離が略同じ位置で正三角形の角部となる位置に３箇所略同じ高さで形成したので、これらの当接凸部７ｃにより、素子固定材５に対するレンズホルダ７の高さ方向（素子固定材５の厚み方向でもあり、光軸Ｏに沿う方向でもある）の位置決めを精度良く、かつ安定した姿勢で行うことができる。しかも、レンズホルダ７の当接凸部７ｃが、底面部７ｂにおいて光軸Ｏ位置から位置決め用凸部７ａよりも離れた位置に形成されているので、この当接凸部７ｃが、光軸Ｏから位置決め用凸部７ａよりも近い位置に形成されている場合と比較して、当接凸部７ｃ間の距離を大きめにとることができて、光軸Ｏ方向の位置決めをより安定して高精度に行うことができ、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの光軸Ｏが撮像素子４に垂直となるように、位置調整を行うことなく、配設できる。
【００６１】
また、全ての当接凸部７ｃが、素子固定材５の相対向する面における対角線Ｔ以外の箇所に当接するように配置されているので、これによっても、光軸Ｏ方向の位置決めを高精度に行うことができる。つまり、製造工程における熱収縮時の変形などにより、固定素子材５の表面が完全な平面ではない場合には、対角線Ｔの位置で窪んだり反ったりして屈曲している確率が高いが、上記のように、全ての当接凸部７ｃが、素子固定材５の相対向する面における対角線Ｔ以外の箇所に当接するように配置することで、面精度が安定した箇所に全ての当接凸部７ｃが当接し、さらに位置決め精度を高めることができる。
【００６２】
また、レンズホルダ７を、レンズ保持筒２１と、このレンズ保持筒２１と光軸Ｏ方向に移動可能に係合されて、素子固定材５に取り付けられるレンズ保持基台２２とに分割して構成したので、素子固定材５にレンズ保持基台２２を固定した後に、レンズ保持基台２２に対するレンズ保持筒２１の係合位置を調整してレンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃを光軸Ｏ方向に移動調整することが可能となり、フォーカスの調整作業を能率よく行うことができる。
【００６３】
また、レンズホルダ７におけるシールガラス１５に相対向する位置に、このシールガラス１５よりも大きな寸法で窪む凹部７ｆを形成したので、撮像ユニット２を小型化するために、レンズホルダ７における底面部７ａをシールガラス１５に接近させて配置させた場合でも支障をきたさない。
【００６４】
また、レンズホルダ７の四隅部などの角部に切欠開口部７ｅが形成され、この切欠開口部７ｅに接着剤２６を充填するように構成したので、レンズホルダ７を素子固定材５に組み付けた場合でも切欠開口部７ｅが外側に大きく露出することとなり、接着剤２６の充填作業を容易に行うことができて、作業能率も良好である。また、接着面積を多めに得ることができるとともに、この切欠開口部７ｅは、素子固定材５とレンズホルダ７との対向する箇所の最も外側に位置し、しかも角部位置であるので、接着剤が硬化した後には、剥離しようとした際の力やモーメントに対しての阻止力が大きくなり、剥離し難くなり、信頼性も良好である。
【００６５】
なお、上記の実施の形態においては、レンズホルダ７として、レンズ保持筒２１とレンズ保持基台２２とに分割した場合を述べたが、撮像素子４を取り付けた素子固定材５に対してレンズホルダ７の光軸Ｏ方向の相対位置を極めて精度よく位置決めすることが可能であるので、レンズ保持筒２１とレンズ保持基台２２とを分割せずに、一体形成したレンズホルダを用いてもよい。
【００６６】
また、上記実施の形態においては、素子固定材５に対する撮像素子４の搭載位置を決めるための、マウント治具３０の治具ピン３０ａが、位置決め用孔２５の細径孔２５ａに係合し、素子固定材５に対するレンズホルダ７の位置を決めるための、レンズホルダ７の位置決め凸部７ａが、位置決め用孔２５の太径孔２５ｂに係合し、これらは、同じ位置決め用孔２５として形成された細径孔２５ａと太径孔２５ｂに係合するので、極めて位置精度の高い位置決めを行うことができる。しかし、図１８に示すように、例えば、マウント治具３０の治具ピン３０ａが位置決め用孔２５の太径孔２５ｂに係合する形状として、位置決めを行ってもよく、この場合には、全く同じ位置決め部で、撮像素子４と素子固定材５とレンズホルダ７との位置決めを行うことができる。
【００６７】
また、上記実施の形態においては、素子固定材５の位置決め部として位置決め用孔２５を用い（この場合の位置決め用孔２５は挿通孔や凹部形状の何れでもよい）、マウント治具３０の治具ピン３０ａやレンズホルダ７の位置決め凸部７ａが突出する形状として、互いに係合する場合を述べたが、これとは逆に、素子固定材５の位置決め部として突出する形状のものを用いるとともに、マウント治具３０の係合部分やレンズホルダ７の係合部分が窪んで係合するものを用いても同様の効果を得ることができる。また、素子固定材５やレンズホルダ７の底面部７ａが正方形の場合を図示したが、これに限るものではなく、それぞれ長方形や六角形、八角形などその他の多角形状のものにも上記構成を適用可能である。さらに、レンズホルダ７の当接凸部７ｃを４箇所以上設けてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、図７において、分割工程Ｓ３は、樹脂封止工程Ｓ２の後にするとしたが、サイドフィル塗布・硬化工程Ｓ６の後であってもよいし、シールガラス取付け工程Ｓ７の後であってもよい。これらの場合には、各コマの素子固定材５がリードフレーム１１で連結された状態で撮像素子４をマウントすることになる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の撮像ユニットや撮像装置としては、電子スチルカメラだけでなく、カメラ機能を有する携帯端末などの各種撮像装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る撮像ユニットの全体斜視図
【図３】同撮像ユニットの素子パッケージとレンズ保持筒とレンズ保持基台との分解斜視図
【図４】同撮像ユニットの縦断面図
【図５】同撮像ユニットのレンズホルダの底面図
【図６】同撮像ユニットの位置決め用孔および位置決め用凸部の箇所を拡大して示す要部断面図
【図７】本発明の実施の形態に係る撮像ユニットの製造方法の各工程の流れを示す図
【図８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ同撮像ユニットの製造方法における素子固定材を製造する工程を示す断面図
【図９】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ同撮像ユニットの製造方法における撮像素子をマウントする工程を示す断面図
【図１０】（ａ）は同撮像ユニットの製造方法における撮像素子をマウントした後に位置固定剤（サイドフィル）を塗布する工程を示す断面図、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ同撮像ユニットの製造方法におけるシールガラスの取付工程および半田ボールを設ける工程を示す断面図
【図１１】同撮像ユニットの製造方法の各工程の流れを示す図
【図１２】同撮像ユニットのプリント基板に素子パッケージを半田付けした工程を示す図
【図１３】図１２のＡ−Ｂ線で切断した場合の断面図
【図１４】同撮像ユニットのレンズを組み付けたレンズ保持筒を示す断面図
【図１５】同撮像ユニットのレンズ保持基台にレンズ保持筒を組み付けた状態を示す断面図
【図１６】同撮像ユニットの、プリント基板上の素子パッケージにレンズホルダを組み付けた状態を示す断面図
【図１７】同撮像ユニットの、プリント基板上の素子パッケージにレンズホルダを組み付けた状態を示す斜視図
【図１８】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施の形態に係る撮像ユニットの製造方法における撮像素子をマウントする工程を示す断面図
【符号の説明】
【００７１】
１      カメラ（撮像装置）
２      撮像ユニット
４      撮像素子
５      素子固定材
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ      レンズ
７      レンズホルダ
７ａ      位置決め用凸部（位置決め部）
７ｂ      底面部
７ｃ      当接凸部
７ｄ      下延部
７ｅ      切欠開口部
７ｆ      凹部
８      プリント基板
１５    シールガラス（覆い部材）
２１    レンズ保持筒
２１ａ，２２ａ    ねじ部
２２    レンズ保持基台
２２ｂ、２２ｃ    案内面
２５    位置決め用孔（位置決め部）
２５ａ    細径孔
２５ｂ    太径孔
２５ｃ    窪み部
２６      接着剤
３０    マウント治具
３０ａ    治具ピン（位置決め用部品）
Ｏ      光軸
【図１】
2006154319.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006154319.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006154319.tif 000017
【図１６】
2006154319.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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