(57)【要約】【課題】安価でありながら、部品点数を削減でき、小型化が図れ、かつ無調整であっても精度良く組み付けでき、さらには防塵、防湿の構造を有する撮像装置を提供する。【解決手段】光学部材１の脚部１ｃの当接部１ｄが、撮像素子２ｂの周囲面２ａに当接することで、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置決めが行われ、従って撮像素子２ｂの面精度が比較的悪い四隅の部分を用いることなく、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置決めを行うことができる。又鏡枠４が、基板ＰＣに撮像素子２ｂの光電変換部２ｄを位置決め基準にとり設置されることで、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸直交方向の位置決めが行われるので、同様に撮像素子２ｂの面精度が比較的悪い四隅の部分を用いることがなく、低コストでありながら高い位置決め精度を達成できることとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面と、前記周囲面に交差する側面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の前記周囲面のみに直接当接するか、もしくは前記撮像素子の前記周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記周囲面には、前記撮像素子と前記基板とを接続するための結線用端子が形成されており、前記光学部材の前記当接面は、前記結線用端子よりも前記光電変換部側において前記周囲面に当接することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部は、前記撮像素子の中央部に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子の内部であって、前記周囲面の内側には、前記撮像素子の画像処理回路が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学部材を、光軸方向に押圧する弾性部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズ部より被写体側に配置され、前記弾性部材を介して前記光学部材を押圧する、少なくとも一部が光を透過可能なカバー部材を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記カバー部材の光を透過可能な部分は、赤外線吸収特性を有する材質から形成されていることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
前記レンズ部は、被写体側にＦナンバーを規定する第１の絞りを有し、像側に強い曲率の面を向けた正の単レンズからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記レンズ部は、２枚以上のレンズから構成されることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記レンズ部は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズを含むことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記レンズ部の最も像側のレンズは正レンズであり、Ｆナンバーを規定する第１の絞りが、前記最も像側のレンズより被写体側に配置されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記レンズ部の各レンズに設けられた光軸に平行な面を係合することにより、各レンズの光軸直交方向の位置決めが行われていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、前記光学部材を保持する鏡枠と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の周囲面に直接当接するか、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接することで、前記レンズ部と前記撮像素子の前記光電変換部との光軸方向の位置決めが行われ、前記鏡枠が、前記基板に対し設置され、かつ前記光学部材が前記鏡枠に保持されることで、前記レンズ部と前記撮像素子に備えられる前記光電変換部との光軸直交方向の位置決めが行われることを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
前記周囲面には、前記撮像素子と前記基板とを接続するための結線用端子が形成されており、前記光学部材の前記当接面は、前記結線用端子よりも前記光電変換部側において前記周囲面に当接することを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記光電変換部は、前記撮像素子の中央部に配置されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記撮像素子の内部であって、前記周囲面の内側には、前記撮像素子の画像処理回路が配置されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記光学部材を、前記鏡枠に対して光軸方向に押圧する弾性部材を有することを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記レンズ部より被写体側に配置され、前記弾性部材を介して前記光学部材を押圧する、少なくとも一部が光を透過可能なカバー部材を有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記カバー部材の光を透過可能な部分は、赤外線吸収特性を有する材質から形成されていることを特徴とする請求項１９に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記光学部材は、前記鏡枠に対して被写体側より挿入可能となっていることを特徴とする請求項１４〜２０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを有することを特徴とする請求項１４〜２１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記レンズ部は、被写体側にＦナンバーを規定する第１の絞りを有し、像側に強い曲率の面を向けた正の単レンズからなることを特徴とする請求項１４〜２２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記レンズ部は、２枚以上のレンズから構成されることを特徴とすることを特徴とする請求項１４〜２３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記レンズ部は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズを含むことを特徴とする請求項２４又は２５に記載の撮像装置。
【請求項２６】
前記レンズ部の最も像側のレンズは正レンズであり、Ｆナンバーを規定する第１の絞りが、前記最も像側のレンズより被写体側に配置されていることを特徴とする請求項２４又は２５に記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記レンズ部の各レンズに設けられた光軸に平行な面を係合することにより、各レンズの光軸直交方向の位置決めが行われていることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に携帯電話やパソコン（パーソナルコンピューター）などに設置可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、ＣＰＵの高性能化、画像処理技術の発達などにより、デジタル画像データを手軽に取り扱えるようになってきた。特に、携帯電話やＰＤＡにおいて、画像を表示できるディスプレイを備えた機種が出回っており、近い将来、無線通信速度の飛躍的な向上が期待できることから、このような携帯電話やＰＤＡ間で画像データの転送が頻繁に行われることが予想される。
【０００３】
ところで、現状では、デジタルスチルカメラなどで被写体像を画像データに変換した後に、パソコンなどを介してインターネットを通じて、かかる画像データを転送することが行われている。しかし、このような態様では、画像データを転送するために、デジタルスチルカメラとパソコンと双方の機器を有していなくてはならない。これに対し、携帯電話にＣＣＤ型イメージセンサーなどの撮像素子を搭載しようとする試みがある。このような試みによれば、デジタルスチルカメラやパソコンを所有する必要はなく、手軽に持ち歩ける携帯電話により画像を撮像して相手に送るということが容易に行えることとなる。
【特許文献１】特開平９−２８４６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、現状では携帯電話より遙かに大型のデジタルスチルカメラの有する機能を、その携帯電話に持たせるとなると、携帯電話自体が大きく重くなり、手軽に持ち運べなくなるという問題がある。又、その分製造コストも増大する。
【０００５】
特に、デジタルスチルカメラの主要構成要素である撮影光学系と、撮像素子とをユニット化するとしても、撮像光学系の合焦位置に、撮像素子の光電変換部を適切にセットしなくてはならず、その調整をどうするかが問題となる。例えば、撮像素子と撮影光学系とを同一の基板にそれぞれ設置する場合、基板に取り付けるために用いる接着剤の厚みのバラツキや、構成部品の寸法バラツキなどの要因から、撮影光学系の合焦位置に撮影素子の光電変換部を精度良く組み付けることは困難であるといえる。従って、撮影光学系の合焦位置と撮像素子の光電変換部の組み付け精度を高めるためには、高精度の組み付け技術が必要になったり、或いは別個に合焦位置を調整する機構が必要となり、そうすると製造コストが上昇するという問題がある。例を挙げて、従来技術の問題点を指摘する。
【０００６】
図６は、従来技術の撮像装置の一例を示す断面図であるが、ガラスエポキシ製の基板ＰＣ上に、撮像素子１１０が配置され、上面の端子（不図示）から多数のワイヤＷで、基板ＰＣの裏面に配置された画像処理ＩＣ回路１１１に接続されている。
【０００７】
撮像素子１１０を覆うようにして、第１筐体１０１が配置され、その上に第２筐体１０２が載置されて、ボルト１０３で基板に対して共締めされている。第１筐体１０１と第２筐体１０２との間には、赤外線カットフィルタ１０４が配置されている。
【０００８】
第２筐体１０２の上部は円筒状となっており、その内面に形成された雌ねじ１０２ａに雄ねじ１０５ａを螺合させることで、レンズ１０６を内包するレンズ鏡筒１０５が、第２筐体１０２に対し光軸方向の位置を調整可能に取り付けられている。レンズ鏡筒１０５は、上部に絞り部１０５ｂを形成している。
【０００９】
このように従来技術の撮像装置は、多数の部品からなる比較的大型の装置となっており、従って上述した製造コストの問題もさることながら、これら部品の組み付けに手間取ると共に、組み付け時には、レンズ鏡筒１０５を回転させつつ撮像素子１１０とレンズ１０６との相対位置調整を行う必要もある。このような問題に対し、例えば特開平９−２８４６１７号公報には、撮像素子と光学系とをユニット化した撮像装置が開示されている。
【００１０】
このような撮像装置によれば、ユニット化されることで部品点数の削減やコンパクト化が図られているため、携帯電話などへの搭載も容易である。ところで、かかる撮像装置は、撮像素子そのものであるいわゆるベアチップの四隅を、レンズ光軸方向の位置決め、およびレンズ光軸直交方向の位置決めに使用し、それによりピントのあった像をベアチップの光電変換部の適切位置に結像させる構成となっている。ところが、ベアチップの四隅のエッジは、一般的には厚さ０．５ｍｍ前後のシリコンウエハーをカットしたままの状態であるため、そのままでは平面度や粗さなどの面精度が悪いという実状がある。従って、かかるベアチップの四隅のエッジを利用しつつ、位置決め精度を向上させるためには、レンズ部の保持部をベアチップの四隅から、各面に沿ってできる限り長く延在させることが必要となるが、それにより構成が大型化するという問題が生じる。特に、ベアチップのレンズ部側の面に、基板と接続されるワイヤボンディングのパッドが配置されている場合には、これらを避けなくてはならず、それにより保持部の設計が困難となる。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされてものであり、安価でありながら、部品点数を削減でき、小型化が図れ、かつ無調整であっても精度良く組み付けでき、さらには、防塵、防湿の構造を有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成すべく、第１の本発明の撮像装置は、基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面と、前記周囲面に交差する側面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の前記周囲面のみに直接当接するか、もしくは前記撮像素子の前記周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接することを特徴とする。
【００１３】
第２の本発明の撮像装置は、基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、前記光学部材を保持する鏡枠と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の周囲面に直接当接するか、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接することで、前記レンズ部と前記撮像素子の前記光電変換部との光軸方向の位置決めが行われ、前記鏡枠が、前記基板に対し設置され、かつ前記光学部材が前記鏡枠に保持されることで、前記レンズ部と前記撮像素子に備えられる前記光電変換部との光軸直交方向の位置決めが行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の本発明の撮像装置は、基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面と、前記周囲面に交差する側面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の前記周囲面のみに直接当接するか、もしくは前記撮像素子の前記周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接するので、前記撮像素子の面精度が比較的悪い四隅や側面の部分を用いることなく、前記レンズ部と前記撮像素子の受光面との光軸方向の位置決めを行うことができる。尚、表面材とは、前記周囲面に貼り付けられたガラス板のようなものをいうが、それに限られない。なお、本発明における周囲面とは、前記撮像素子の前記光電変換部の表面と略同一平面上に存在する面を言い、前記撮像素子の側面は除かれるものとする。
【００１５】
特に、前記周囲面に、前記撮像素子と前記基板とを接続するための結線用端子が形成されているような場合、前記脚部の前記当接面が、前記結線用端子よりも前記受光面側において前記周囲面に当接するように構成すれば、撮像素子をコンパクトな構成に維持しつつも、かかる結線用端子との干渉が抑制され、しかも高精度の位置決めが達成されることとなる。
【００１６】
更に、前記光電変換部を、前記撮像素子の中央部に配置すると、前記周囲面における前記脚部の前記当接面が当接可能な領域を、前記レンズ部の光軸に対し対称に配置できるため、前記撮像素子をコンパクトな構成に維持しつつも、前記当接面の面積を広く確保でき、安定した位置決めを達成できる。
【００１７】
又、前記撮像素子の内部であって、前記周囲面の内側には、前記撮像素子の画像処理回路が配置されていれば、撮像装置を取り付ける基板側に画像処理回路を設ける必要がなくなり、基板のコンパクト化が図れる。
【００１８】
更に、前記光学部材を、光軸方向に押圧する弾性部材を有すれば、かかる弾性部材の弾性力を用いて、前記光学部材を適切な力で光軸方向に沿って押しつけることができ、内側に回路が配置された前記撮像素子の周囲面（アクテイブ領域）に過大なストレスが生じることがない。
【００１９】
又、前記レンズ部より被写体側に配置され、前記弾性部材を介して前記光学部材を押圧する、少なくとも一部が光を透過可能なカバー部材を有すれば、前記レンズ部が剥き出しになることがなく、その保護が図れるので好ましい。
【００２０】
更に、前記カバー部材の光を透過可能な部分が、赤外線吸収特性を有する材質から形成されていれば、別個に赤外線カットフィルタを設ける必要がなくなり、部品点数を削減できるため好ましい。但し、前記カバー部材を赤外線吸収特性を有する材質から形成することに代えて、或いはそれに加えて、赤外線反射特性を有する皮膜を前記カバー部材の表面にコーティングしても良い。
【００２１】
又、第１の発明の撮像装置においては、前記撮像素子の前記光電変換部に近接する位置に、前記光学部材の脚部が配置される場合があるので、前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを設けることで、不要光の入射を低減し、前記脚部からの内面反射が、ゴーストとして光電変換部に到達することを抑制することができる。それにより高画質な画像を形成することができる。
【００２２】
更に、前記レンズ部が、被写体側にＦナンバーを規定する第１の絞りを有し、像側に強い曲率の面を向けた正の単レンズからなれば、前記撮像素子の前記光電変換部面に入射する光束を、垂直に近い角度で入射させ、すなわちテレセントリックに近いものとすることができ、それにより高画質な画像を得ることができる。更に、レンズ部の形状を、像側に強い曲率の面を向けた正レンズの形状とすることで、第１の絞りとレンズ部の主点との間隔が大きくとれ、よりテレセントリックに近い望ましい構成となる。
【００２３】
又、前記レンズ部が、２枚以上のレンズから構成されると、収差補正の自由度が増大し、より高画質な画像を得ることができる。
【００２４】
更に、前記レンズ部が、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズを含むと、これらを用いることで、球面収差や像面湾曲等の諸収差の補正を良好に行うことができる。又、前記レンズを樹脂材料から構成した場合に問題となりやすい、温度変化時の屈折率変化やレンズ形状変化の影響も、正レンズと負レンズとを組み合わせることでうち消すことができ、従って温度変化による像点位置の変動を小さく抑えることができる。
【００２５】
又、前記レンズ部の最も像側のレンズは正レンズであり、Ｆナンバーを規定する第１の絞りが、前記最も像側のレンズより被写体側に配置されていれば、前記撮像素子の光電変換部に入射する光束のテレセントリック特性を向上させることができる。
【００２６】
更に、前記レンズ部の各レンズに設けられた光軸に平行な面を係合することにより、各レンズの光軸直交方向の位置決めが行われていれば、複数のレンズの光軸を容易に一致させることができる。
【００２７】
第２の本発明の撮像装置は、基板上に配置される撮像装置であって、画素が配列された光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成された周囲面とを備え、前記基板上に載置された撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体化され、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、前記光学部材を保持する鏡枠と、を有し、前記光学部材の前記当接面は、前記撮像素子の周囲面に直接当接するか、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には、前記周囲面もしくは前記表面材のみに当接することで、前記レンズ部と前記撮像素子の前記光電変換部との光軸方向の位置決めが行われ、前記鏡枠が、前記基板に対し設置され、かつ前記光学部材が前記鏡枠に保持されることで、前記レンズ部と前記撮像素子に備えられる前記光電変換部との光軸直交方向の位置決めが行われるので、前記撮像素子の面精度が比較的悪い四隅や側面の部分を用いることなく、前記レンズ部と前記撮像素子の光電変換部との光軸方向の位置決めを行うことができ、しかも前記レンズ部と前記撮像素子の光電変換部との光軸直交方向の位置決めは、前記鏡枠が前記基板に対し設置されることで達成されるため、同様に前記撮像素子の面精度が比較的悪い四隅や側面の部分を用いることがなく、低コストでありながら高い位置決め精度を達成できることとなる。
【００２８】
特に、前記周囲面に、前記撮像素子と前記基板とを接続するための結線用端子が形成されているような場合、前記脚部の前記当接面が、前記結線用端子よりも前記光電変換部側において前記周囲面に当接するように構成すれば、撮像素子をコンパクトな構成に維持しつつも、かかる結線用端子との干渉が抑制され、しかも高精度の位置決めが達成されることとなる。
【００２９】
更に、前記光電変換部を、前記撮像素子の中央部に配置すると、前記周囲面における前記脚部の前記当接面が当接可能な領域を、前記レンズ部の光軸に対し対称に配置できるため、前記撮像素子をコンパクトな構成に維持しつつも、前記当接面の面積を広く確保でき、安定した位置決めを達成できる。
【００３０】
又、前記撮像素子の内部であって、前記周囲面の内側には、前記撮像素子の画像処理回路が配置されていれば、撮像装置を取り付ける基板側に画像処理回路を設ける必要がなくなり、基板のコンパクト化が図れる。
【００３１】
更に、前記光学部材を、前記鏡枠に対して光軸方向に押圧する弾性部材を有すれば、かかる弾性部材の弾性力を用いて、前記光学部材を適切な力で光軸方向に沿って押しつけることができ、内側に回路が配置された前記撮像素子の周囲面（アクテイブ領域）に過大なストレスが生じることがなく、撮像素子の保護という観点から好ましい。また、前記鏡枠の光軸方向に大きな力が加わった場合でも、その力は基板には伝達されるが直接撮像素子に伝達されることはなく、撮像素子の保護という観点から好ましい。
【００３２】
又、前記レンズ部より被写体側に配置され、前記弾性部材を介して前記光学部材を押圧する、少なくとも一部が光を透過可能なカバー部材を有すれば、前記レンズ部が剥き出しになることがなく、その保護が図れるので好ましい。
【００３３】
更に、前記カバー部材の光を透過可能な部分が、赤外線吸収特性を有する材質から形成されていれば、別個に赤外線カットフィルタを設ける必要がなくなり、部品点数を削減できるため好ましい。但し、前記カバー部材を赤外線吸収特性を有する材質から形成することに代えて、或いはそれに加えて、赤外線反射特性を有する皮膜を前記カバー部材の表面にコーティングしても良い。
【００３４】
又、前記光学部材が、前記鏡枠に対して被写体側より挿入可能となっていると、前記レンズ部の組み付け性が向上し、自動組立などを容易に行うことができる。
【００３５】
更に、第２の発明の撮像装置においては、前記撮像素子の前記光電変換部に近接する位置に、前記光学部材の脚部が配置される場合があるので、前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを設けることで、不要光の入射を低減し、前記脚部からの内面反射が、ゴーストとして光電変換部に到達することを抑制することができる。それにより高画質な画像を形成することができる。
【００３６】
又、前記レンズ部が、被写体側にＦナンバーを規定する第１の絞りを有し、像側に強い曲率の面を向けた正の単レンズからなれば、前記撮像素子の光電変換部に入射する光束を、垂直に近い角度で入射させ、すなわちテレセントリックに近いものとすることができ、それにより高画質な画像を得ることができる。更に、レンズ部の形状を、像側に強い曲率の面を向けた正レンズの形状とすることで、第１の絞りとレンズ部の主点との間隔が大きくとれ、よりテレセントリックに近い望ましい構成となる。
【００３７】
更に、前記レンズ部が、２枚以上のレンズから構成されると、収差補正の自由度が増大し、より高画質な画像を得ることができる。
【００３８】
又、前記レンズ部が、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズを含むと、これらを用いることで、球面収差や像面湾曲等の諸収差の補正を良好に行うことができる。又、前記レンズを樹脂材料から構成した場合に問題となりやすい、温度変化時の屈折率変化やレンズ形状変化の影響も、正レンズと負レンズとを組み合わせることでうち消すことができ、従って温度変化による像点位置の変動を小さく抑えることができる。
【００３９】
更に、前記レンズ部の最も像側のレンズは正レンズであり、Ｆナンバーを規定する第１の絞りが、前記最も像側のレンズより被写体側に配置されていれば、前記撮像素子の光電変換部に入射する光束のテレセントリック特性を向上させることができる。
【００４０】
又、前記レンズ部の各レンズに設けられた光軸に平行な面を係合することにより、各レンズの光軸直交方向の位置決めが行われていれば、複数のレンズの光軸を容易に一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。図２は、図１の撮像装置の斜視図である。図３は、光学部材の斜視図であり、図４は、光学部材の下面図である。図５は、撮像素子の上面図である。
【００４２】
光学部材１は、透明な樹脂材を素材とし、図１に示すように、管状の脚部１ｃと、脚部１ｃの一部としてその下端に形成された４つの当接部１ｄ（当接部１ｄの下面が当接面）と、脚部１ｃの上端周囲に形成された段部１ｅと、脚部１ｃの上端を塞ぐ板状の上面部１ｂと、上面部１ｂの中央に形成された凸レンズ部１ａとから一体で形成されている。尚、上面部１ｂの上面であって、凸レンズ部１ａの周囲には、遮光性のある素材からなり、凸レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞りとしての開口３ａを有する絞り板３が接着等により固定されている。
【００４３】
光学部材１の外側には、遮光性のある素材からなる鏡枠４が配置されている。鏡枠４は、図２から明らかなように、角柱状の下部４ａと、円筒状の上部４ｂとを設けている。下部４ａの下端は、基板ＰＣ上に当接し、接着剤Ｂにより固着されている。下部４ａの上面は、隔壁４ｃにより周辺側が覆われており、隔壁４ｃの円形内周面には、光学部材１の脚部１ｃが密着的に嵌合している。従って、基板ＰＣと鏡枠４とを、例えば自動組立機に備えられた光学センサ（不図示）などを用いて、隔壁４ｃの円形内周面中心と、後述する撮像素子２ｂの光電変換部２ｄの中心を一致させるように位置決め配置するだけで、後述する撮像素子２ｂの光電変換部２ｄに対してレンズ部１ａを、光軸直交方向に精度良く位置決めすることができる。
【００４４】
一方、鏡枠４の上部４ｂの上端には、遮光板５が接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５は、その中央に第２の絞りとしての開口５ａを有している。遮光板５の開口５ａの下方には、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ７が、接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光板５とフィルタ７とでカバー部材を構成する。
【００４５】
図１において、遮光板５と、光学部材１の段部１ｅとの間には、ゴムあるいはバネ部材などからなる弾性部材６が配置され、遮光板５が鏡枠４に取り付けられることで弾性変形し、その弾性力により、光学部材１を図１中、下方に向かって押圧している。よって、遮光板５からの力は、鏡枠４を介して基板ＰＣには伝達されるものの、直接、撮像素子２ｂに伝達されることがない。尚、弾性部材６を絞り板３と一体で形成すれば、部品点数の削減を図ることができる。
【００４６】
図５において、撮像ユニット２は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサーなどの撮像素子２ｂからなる。矩形薄板状の撮像素子２ｂの下面は、基板ＰＣの上面に取り付けられている。撮像素子２ｂの上面中央には、画素が２次元的に配列された光電変換部２ｄが形成されており、その周囲には、撮像素子２ｂの内部であって且つ内側に画像処理回路が構成されている周囲面２ａが形成されている。薄い側面に直交するように交差した周囲面２ａの外縁近傍には、多数のパッド２ｃが配置されている。結線用端子であるパッド２ｃは、図１に示すごとくワイヤＷを介して、基板ＰＣに接続されている。ワイヤＷは、基板ＰＣ上の所定の回路に接続されている。
【００４７】
更に、図４から明らかなように、光学部材１の当接部１ｄは、脚部１ｃの下端から円弧状に突出し脚部１ｃの一部を構成してなり、図５で点線に示すように、撮像素子２ｂの周囲面２ａにおいて、パッド２ｃの内側に、当接部１ｄのみが当接した状態で配置されることとなる。従って、面平面度に関しては、当接部１ｄの下面（当接面）のみ所定範囲に維持されれば足りる。なお、本実施形態では、４ヶ所の当接部を設けてはいるが、２ヶ所もしくは３ヶ所でもよい。当接部１ｄが、撮像素子２ｂの周囲面２ａに当接した状態で、光学部材１の段部１ｅの下面と、鏡枠４の下部４ａの隔壁４ｃとの間には、スキマΔが形成されるようになっているので、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの距離Ｌ（即ち光軸方向の位置決め）は、脚部１ｃの長さにより精度良く設定されるようになっている。又、光学部材１をプラスチック材料で構成しているので、温度変化時のレンズ部の屈折率変化に基づく合焦位置のズレを低減することも可能である。すなわち、プラスチックレンズは温度が上昇するにつれて、レンズの屈折率が下がり、結像位置がレンズから離れる方向に変化する。一方、脚部１ｃは温度上昇により伸びるため、合焦位置ずれの低減効果がある。尚、本実施の形態の光学部材１は、比重が比較的軽いプラスチック材料からなるので、同一体積でもガラスに比べて軽量であり、かつ衝撃吸収特性に優れるため、撮像装置を誤って落としたような場合でも、撮像素子２ｂの破損を極力抑制できるという利点がある。
【００４８】
又、図５に示すように、光学部材１が鏡枠４の中で任意に回転できる構造であると、当接部１ｄがパッド２ｃと干渉してしまうので、回転が規制されながら組付けられる構造（例えば回転ストッパを鏡枠４に設けるなど）が好ましい。
【００４９】
本実施の形態の動作について説明する。光学部材１のレンズ部１ａは、被写体像を、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄに結像する。撮像素子２ｂは、受光した光の量に応じた電気的信号を画像信号等に変換しパッド２ｃおよびワイヤＷを介して出力できるようになっている。
【００５０】
更に、本実施の形態においては、光学部材１を基板ＰＣ上に取り付けるのではなく、撮像素子２ｂの周囲面２ａ上に取り付けているので、光学部材１の脚部１ｃ（当接部１ｄを含む）の寸法精度、即ち、上述した距離Ｌの精度を管理することで、組み付け時に、レンズ部１ａの合焦位置に関する調整を不要とできる。本発明の実施の形態にかかる撮像装置は、被写体距離に応じたピント調整機構が無いため、撮像装置のレンズとしては、遠距離被写体から近距離被写体までピントが合う、パンフォーカスレンズである必要がある。従って、過焦点距離Ｕ≒ｆ２／（Ｆ×２Ｐ）（ただし、ｆ：レンズの焦点距離、Ｆ：レンズのＦナンバー、Ｐ：撮像素子の画素ピッチ）における、レンズ部１ａの像点位置と、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置を一致させることにより、幾何光学的には、無限遠方からＵ／２の距離の物体にピントが合っているとみなせる状態となる。例えば、ｆ＝３．２ｍｍ、Ｆ＝２．８、Ｐ＝０．００５６ｍｍの場合、基準被写体距離として、過焦点距離Ｕ≒ｆ２／（Ｆ×２Ｐ）＝０．３３ｍにおけるレンズ部１ａの像点位置と、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置を一致させるように、上述の距離Ｌを設定すれば、無限遠方から約０．１７ｍの距離までピントが合っている状態になる。また、必ずしも過焦点距離を基準被写体距離とする必要は無く、例えばより遠方の画質に重点を置きたい場合は、基準被写体距離を過焦点距離より遠方に設定すればよい（具体的には上述の距離Ｌを若干短めにすればよい。）。ここで、距離Ｌの精度であるが、パンフォーカスレンズとして合焦位置の調整を不要とするためには、撮像装置２ｂの光電変換部２ｄと、レンズ部１ａの基準被写体距離における像点の光軸方向のズレを、空気換算長で±０．５×（Ｆ×２Ｐ）（Ｆ：撮影レンズのＦナンバー、Ｐ：撮像素子の画素ピッチ）程度に抑える必要がある。また、望ましくは±０．２５×（Ｆ×２Ｐ）程度に抑えるのがよい。このズレが大きいと、無限遠方や至近距離における画質が劣化してしまい好ましくない。
【００５１】
更に、本実施の形態によれば、光学部材１の脚部１ｃの当接部１ｄが、撮像素子２ｂの周囲面２ａに当接することで、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置決めが行われ、従って撮像素子２ｂの面精度が比較的悪い四隅の部分を用いることなく、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸方向の位置決めを行うことができる。又、鏡枠４が、基板ＰＣに撮像素子２ｂの光電変換部２ｄを位置決め基準にして設置されることで、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの光電変換部２ｄとの光軸直交方向の位置決めが行われるので、同様に撮像素子２ｂの面精度が比較的悪い四隅の部分を用いることがなく、低コストでありながら高い位置決め精度を達成できることとなる。
【００５２】
特に、撮像素子２ｂの周囲面２ａに、撮像素子２ｂと基板ＰＣとを接続するためのパッド２ｃ及びワイヤＷが形成されているような場合、脚部１ｃの当接部１ｄが、パッド２ｃよりも光電変換部２ｄ側において周囲面２ａに当接するように構成すれば、撮像素子２ｂをコンパクトな構成に維持しつつも、当接部１ｄの当接面積を大きく確保でき、それにより光学部材１を安定させると共に、当接面の面圧を低く抑えることができるため、撮像素子２ｂの保護を図りながらも、パッド２ｃやワイヤＷとの干渉が抑制され、しかも高精度の位置決めが達成されることとなる。また、光電変換部２ｄを、撮像素子２ｂの中央部に配置すると、周囲面２ａにおける脚部１ｃの当接部１ｄが当接可能な領域を、レンズ部１ａの光軸に対し対称に配置できるため、撮像素子２ｂをコンパクトな構成に維持しつつも、当接部１ｄの下面の面積を広く確保でき、安定した位置決めを達成できる。望ましくは、図５に示すように、光電変換部２ｄの中心を、撮像素子２ｂの中心に一致させるのがよい。これにより、撮像素子２ｂ全体の構造が、光学部材１のレンズ部１ａの光軸に対し、対称に近い構造となるため、部品形状をより単純化できる。尚、鏡枠４が基板ＰＣに接着されており、他の２ヶ所の接着部とあわせて、撮像装置の外部に対して、異物が侵入しないよう密封された状態に維持されるため、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄに対する異物の悪影響を排除することができる。これらに用いる接着剤は、防湿性を有するのが好ましい。これにより、湿気の侵入による撮像素子やパッドの表面劣化を防ぐことができる。
【００５３】
更に、光学部材１を、鏡枠４に対して光軸方向に押圧する弾性部材６を設けているので、かかる弾性部材６の弾性力を用いて、光学部材１を適切な力で光軸方向に沿って押しつけることができ、内側に回路が配置された撮像素子２ｂの周囲面２ａに過大なストレスが生じることがない。また鏡枠４の光軸方向に大きな力が加わった場合でもその力は鏡枠４を介して基板ＰＣには伝達するが、直接撮像素子２ｂに伝達することはなく、撮像素子２ｂの保護という観点から好ましい。
【００５４】
又、遮光板５とフィルタ７とで構成するカバー部材を、レンズ部１ａより被写体側に配置しているので、レンズ部１ａを剥き出しにすることなく、その保護が図れると共に、レンズ面への異物の付着防止も図れる。更に、フィルタ７が、赤外線吸収特性を有する材質から形成されているので、別個に赤外線カットフィルタを設ける必要がなくなり、部品点数を削減できるため好ましい。フィルタ７に赤外線カット特性を付与する代わりに、光学部材１自体を赤外線吸収特性のある素材から形成したり、レンズ１ａの表面に、赤外線カット特性を有する皮膜をコーティングすることも考えられる。
【００５５】
更に、組み付け時において、遮光板５を鏡枠４から取り外した状態で、光学部材１を、鏡枠４に対して被写体側より挿入することができ、その後、遮光板５を鏡枠４に組み付けることができる。このような構成により、光学部材１の組み付け性が向上し、自動組立などを容易に行うことができる。この際に、鏡枠４の下部４ａいずれかに空気逃げの孔を形成しておくと、鏡枠４と光学部材１とのスキマがわずかであっても、容易に組み付けを行うことができる。但し、かかる空気逃げの孔は、組み付け後に充填剤などで封止することで、外部からの異物の侵入や、湿気による撮像素子およびパッドの表面劣化などを抑制することが好ましい。また、かかる場合の充填剤は、光漏れを抑制するように遮光性のあるものが好ましい。尚、基板ＰＣに鏡枠４を接着した後に、光学部材１を挿入しても良く、或いは光学部材１を鏡枠４に取り付けた後に、そのユニット毎基板ＰＣに接着するようにしても良く、それにより工程の自由度が確保される。後者の組付手順とする場合は、鏡枠４の隔壁４ｃは光学部材１の抜け落ち防止の機能をかねることができる。
【００５６】
光学部材１の脚部１ｃが、撮像素子２ｂ光電変換部２ｄの近くに配置されているため、結像に寄与しない光束が脚部１ｃに反射し、光電変換部２ｄに入射することで、ゴーストやフレアが生じる原因となることが懸念される。これを防止するには、レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞り（開口３ａ）の被写体側に、周辺光束を規制する第２の絞り（開口５ａ）を配置し、不要光の入射を低減させるのが効果的である。なお、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄの短辺・長辺、対角方向で画角が異なるため、第２の絞りの開口５ａを矩形とすることで、より一層の効果が得られる。更に、本実施の形態では、遮光板５の開口５ａにこの機能を持たせているが、フィルタ７の被写体側に、遮光性を有する被膜を必要な開口部以外にコーティング又は塗布することで絞りを形成してもよい。又、同様な理由により、脚部１ｃの少なくとも一部に内面反射防止処理を施すのが好ましい。内面反射防止処理とは、例えば表面粗さを粗くした面を形成し、結像に寄与しない光束を散乱させるようにすること、反射防止コーティングまたは低反射特性を有する塗料を塗布することを含む。
【００５７】
又、開口３ａを備えた絞り板３をレンズ部１ａの入射面側に設けているので、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄに入射する光束を、垂直に近い角度で入射させ、すなわちテレセントリックに近いものとすることができ、それにより高画質な画像を得ることができる。更に、レンズ部１ａの形状は、像側に強い曲率の面を向けた正レンズの形状とすることで、第１の絞り（開口３ａ）とレンズ部１ａの主点との間隔が大きくとれ、よりテレセントリックに近い望ましい構成となる。本実施の形態では、レンズ部１ａを物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状としている。また、より高画質な画像を得るためには、後述する第３の実施の形態のごとく、レンズ部を複数枚のレンズで構成するのが好ましい。
【００５８】
図７は、第２の実施の形態にかかる撮像装置を示す図である。第２の実施の形態においては、上述した実施の形態に対して、絞り板及び遮光板の構成を変更した点のみが異なるため、その他の同様な構成に関しては、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図７において、鏡枠４の上部４ｂの上端には、薄い遮光シート８を上面に貼り付けた保持部材５’が、接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光性のある素材からなる保持部材５’の中央の開口５ａ’内には、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ７’が嵌合配置されている。保持部材５’の開口５ａ’の上縁には、テーパ面５ｂ’が形成されており、ここに接着剤Ｂを付着させることによって、保持部材５’とフィルタ７’との接合を行うことができる。更に、保持部材５’は、開口５ａ’の下方に向かって突出し内径が段々と縮径する縮径部５ｃ’を設けており、その下端の最も絞られた部分が、第１の絞り５ｄ’を構成する。又、遮光シート８の中央開口８ａが第２の絞りを構成する。保持部材５’とフィルタ７’と遮光シート８とでカバー部材を構成する。
【００６０】
本実施の形態によれば、保持部材５’とフィルタ７’と遮光シート８とで構成するカバー部材を、光学部材１のレンズ部１ａより被写体側に配置しているので、レンズ部１ａを剥き出しにすることなく、その保護が図れると共に、レンズ面への異物の付着防止も図れる。更に、かかるカバー部材は一体で形成できることから、撮像装置全体の部品点数の削減に貢献する。
【００６１】
上述の実施の形態と同様に、光学部材１の脚部１ｃが、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄの近くに配置されているため、結像に寄与しない光束が脚部１ｃに反射し、光電変換部２ｄに入射することで、ゴーストやフレアが生じる原因となることが懸念される。本実施の形態においては、レンズ部１ａのＦナンバーを規定する第１の絞り５ａ’の被写体側に、周辺光束を規制する第２の絞り（開口８ａ）を配置し不要光の入射を低減している。なお、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄの短辺・長辺、対角方向で画角が異なるため、第２の絞りの開口８ａを矩形とすることで、より一層の効果が得られる。
【００６２】
図８は、図１，７の実施の形態に適用可能である光学部材１のレンズ部１ａの第１の実施例（実施例１）に関する収差図である。又、［表１］に、本実施例のレンズ部のレンズデータを示す。
【００６３】
【表１】
2006180487.tif 000003
【００６４】
本明細書中で用いる表中の記号については、ｆは全系の焦点距離（ｍｍ）、ＦはＦナンバー、ωは半画角（°）、ｒは曲率半径（ｍｍ）、ｄは軸上面間隔（ｍｍ）、ｎｄはｄ線に対する屈折率、νｄはアッベ数である。
【００６５】
また面Ｎｏ．中の＊は非球面であることを示しており、かかる非球面は、面の頂点を原点とし光軸方向をＸ軸とする直交座標系において、頂点曲率をＣ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２として、以下の数式で表される。
【００６６】
【数１】
2006180487.tif 000004
【００６７】
【数２】
2006180487.tif 000005
【００６８】
図９は、図１，７の実施の形態に適用可能である光学部材１のレンズ部１ａの第２の実施例（実施例２）に関する収差図である。又、［表２］に、本実施例のレンズ部のレンズデータを示す。
【００６９】
【表２】
2006180487.tif 000006
【００７０】
図１０は、第３の実施の形態にかかる撮像装置を示す図である。第３の実施の形態においては、図２の実施の形態に対して、複数のレンズ部を有するように光学部材の構成を変更した点のみが主として異なるため、脚部と撮像素子との当接位置を含む、その他の同様な構成に関しては、同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１０において、光学部材１９は、それぞれプラスチック材料からなる像側レンズ１’と被写体側レンズ９とから構成されている。像側レンズ１’は、図１に示す光学部材１と類似の形状を有しているが、上部に形成されたリング部１ｆ’の光軸方向高さが増大している。リング部１ｆ’の半径方向内側であって上面部１ｂ’の上方には、Ｆナンバーを規定する絞り板３を介して被写体側レンズ９が配置されている。被写体側レンズ９は、リング部１ｆ’の内周に嵌合するフランジ部９ｂと、中央に形成されたレンズ部９ａとから構成されている。像側レンズ１’のレンズ部１ａ’が正のレンズであるのに対し、被写体側レンズ９のレンズ部９ａは、負のレンズとなっている。尚、本実施の形態では絞り板３は、レンズ部１ａ’、９ａのレンズ間距離を規制するスペーサとして機能し、且つ絞り板３の開口３ａがＦナンバーを規定する第１の絞りとして機能する。
【００７２】
像側レンズ１’のリング部１ｆ’の内周面と、被写体側レンズ９のフランジ部９ｂの外周面とは、互いに同径であり且つ光軸に平行になっているので、かかる面同士が係合することにより、レンズ部１ａ’、９ａの光軸直交方向の位置決めを行うことができ、それらの光軸を容易に一致させることができる。尚、像側レンズ１’に対して、被写体側レンズ９は、その周囲に付与された接着剤Ｂにより接合されている。
【００７３】
鏡枠４の上部４ｂの上端には、薄い遮光シート８を上面に貼り付けた保持部材５’が、接着剤Ｂにより取り付けられている。遮光性のある素材からなる保持部材５’の中央の開口５ａ’内には、赤外線吸収特性を有する素材からなるフィルタ７’が嵌合配置されている。保持部材５’の開口５ａ’の上縁には、テーパ面５ｂ’が形成されており、ここに接着剤Ｂを付着させることによって、保持部材５’とフィルタ７’との接合を行うことができる。更に、保持部材５’は、開口５ａ’の下方に向かって突出し内径が段々と縮径する縮径部５ｃ’を設けているが、かかる部分は、不要光の侵入を抑制する遮光部として機能する。尚、遮光シート８の中央開口８ａが第２の絞りを構成する。
【００７４】
図１１は、図１０の実施の形態に適用可能である光学部材１９のレンズ部（１ａ’、９ａ）の第３の実施例（実施例３）に関する収差図である。又、［表３］に、本実施例のレンズ部のレンズデータを示す。
【００７５】
【表３】
2006180487.tif 000007
【００７６】
図１２は、第４の実施の形態にかかる撮像装置を示す図である。第４の実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態に対して、複数のレンズ部を有するように光学部材の構成を変更した点のみが主として異なるため、その他の同様な構成に関しては、同一符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図１２において、光学部材１９’は、それぞれプラスチック材料からなる像側レンズ１’と被写体側レンズ９’とから構成されている。像側レンズ１’は、図１に示す光学部材１と類似の形状を有しているが、上部に形成されたリング部１ｆ’の光軸方向高さが増大している。上面部１ｂ’の上方には、Ｆナンバーを規定する絞り板３を介して被写体側レンズ９’が配置されている。被写体側レンズ９’は、リング部１ｆ’の外周に嵌合する円筒部９ｃ’と、中央に形成されたレンズ部９ａ’と、レンズ部９ａ’の外周に設けられた段部９ｂ’とから構成されている。像側レンズ１’のレンズ部１ａ’が正のレンズであるのに対し、被写体側レンズ９’のレンズ部９ａ’は、負のレンズとなっている。尚、絞り板３はレンズ部１ａ’、９ａ’のレンズ間距離を規制するスペーサとして機能する。
【００７８】
本実施の形態においては、弾性部材６が、被写体側レンズ９’の段部９ｂ’に当接しており、従って、その弾性力は、被写体側レンズ９’から絞り板３を介して像側レンズ１’へと伝達されるようになっている。又、像側レンズ１’のリング部１ｆ’の外周面と、被写体側レンズ９’の円筒部９ｃ’の内周面とは、互いに同径であり且つ光軸に平行になっているので、かかる面同士が係合することにより、レンズ部１ａ’、９ａ’の光軸直交方向の位置決めを行うことができ、それらの光軸を容易に一致させることができる。尚、像側レンズ１’に対して、被写体側レンズ９’は、円筒部９ｃ’の下端に付与された接着剤Ｂにより接合されている。
【００７９】
図１３は、図１２の実施の形態に適用可能である光学部材１９’のレンズ部（１ａ’、９ａ’）の第４の実施例（実施例４）に関する収差図である。又、［表４］に、本実施例のレンズ部のレンズデータを示す。
【００８０】
【表４】
2006180487.tif 000008
【００８１】
本実施例によれば、このように、少なくとも１枚の正レンズ１ａ’と、少なくとも１枚の負レンズ９ａ’を設けることで、球面収差や像面湾曲の補正を良好に行うことができる。また、色収差の補正も容易になる。また、レンズを樹脂材料から構成した場合に問題となりやすい温度変化時の屈折率変化やレンズ形状変化の影響も、正レンズ１ａ’と負レンズ９ａ’とを組み合わせることでうち消すことができ、従って温度変化による像点位置の変動を小さく抑えることができる。
【００８２】
又、レンズ部１ａ’、９ａ’のごとく、２枚以上のレンズから撮影光学系を構成することで、収差補正の自由度が増大し、より高画質な画像を得ることができる。
【００８３】
更に、最も像側のレンズ部１ａ’は正レンズであり、Ｆナンバーを規定する絞り（開口３ａ）が、最も像側のレンズ部１ａ’より被写体側に配置されていれば、撮像素子２ｂの光電変換部２ｄに入射する光束のテレセントリック特性を向上させることができる。ここで、第３，第４の実施の形態のように、２枚のレンズを用いた場合は、像側レンズ１’の脚部１ｃ’（当接部１ｄ’を含む）の寸法だけではなく、被写体側のレンズ９と像側レンズ１’の間隔も精度よく管理することで、組み付け時の合焦位置に関する調整を不要とすることができる。なお、被写体側レンズ９と像側レンズ１’の間隔については、絞り板３の厚みを変えることで微修正が可能となっている。
【００８４】
尚、以上の実施の形態に関わらず、被写体側レンズ９，９’は、正レンズや、テレコンバータ、ワイドコンバータなどであっても良い。また、より高画質を望む場合はレンズ部を３枚以上のレンズで構成しても良い。さらにレンズ部を複数のレンズ群からなるズームレンズの構成とすると、焦点距離を可変とすることができ、より多くの撮影用途に対応可能となる。
【００８５】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本実施の形態では、撮像素子２ｂと基板ＰＣとの接続は、ワイヤＷにより行っているが、撮像素子２ｂの内部に配線をはわせて、撮像素子２ｂの背面（光電変換部と反対側）又は側面より、信号を取り出す構成も考えられる。かかる構成によれば、撮像素子の周囲面を広く確保できると共に、結線を容易に行うことができる。更に、本実施の形態では、撮像ユニットをベアチップである撮像素子のみから構成したが、その上面又は下面にガラスなどの板材を張り付けることで、一体形の撮像ユニットを構成することも考えられる。本発明の撮像装置は、携帯電話、パソコン、ＰＤＡ、ＡＶ装置、テレビ、家庭電化製品など種々のものに組み込むことが可能と考えられる。
【００８６】
本発明によれば、安価でありながら、部品点数を削減でき、小型化が図れ、かつ無調整であっても精度良く組み付けでき、さらには防塵、防湿の構造を有する撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図２】図１の撮像装置の斜視図である。
【図３】光学部材の斜視図である。
【図４】光学部材の下面図である。
【図５】撮像素子の上面図である。
【図６】従来技術の撮像装置の一例を示す断面図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図８】図１，７の実施の形態に適用可能である光学部材１のレンズ部１ａの第１の実施例（実施例１）に関する収差図である。
【図９】図１，７の実施の形態に適用可能である光学部材１のレンズ部１ａの第２の実施例（実施例３）に関する収差図である。
【図１０】第３の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図１１】図１０の実施の形態に適用可能である光学部材１９のレンズ部１ａ’、９ａの第３の実施例（実施例３）に関する収差図である。
【図１２】第３の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図１３】図１２の実施の形態に適用可能である光学部材１９’のレンズ部１ａ’、９ａ’の第４の実施例（実施例４）に関する収差図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、１９，１９’    光学部材
１ａ、１ａ’  レンズ部
１ｃ  脚部
１ｄ  当接部
２    撮像ユニット
２ａ  周囲面
２ｂ  撮像素子
２ｄ  光電変換部
３    絞り板
４    鏡枠
５    遮光板
６    弾性部材
７    フィルタ
８    遮光シート
９    被写体側レンズ
９ａ、９ａ’  レンズ部
１’  像側レンズ
５’  保持部材
７’  フィルタ
【図１】
2006180487.tif 000009
【図２】
2006180487.tif 000010
【図３】
2006180487.tif 000011
【図４】
2006180487.tif 000012
【図５】
2006180487.tif 000013
【図６】
2006180487.tif 000014
【図７】
2006180487.tif 000015
【図８】
2006180487.tif 000016
【図９】
2006180487.tif 000017
【図１０】
2006180487.tif 000018
【図１１】
2006180487.tif 000019
【図１２】
2006180487.tif 000020
【図１３】
2006180487.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月16日(2005.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、
前記光電変換部の周囲に形成され、内側に回路が配置された周囲面とを備えた撮像素子と、
前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、
前記レンズ部を支持する脚部と、
前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、
前記光学部材を、前記当接面が前記撮像素子の前記周囲面に当接、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には前記周囲面もしくは表面材に当接するように取り付けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記周囲面には、前記撮像素子と前記基板とを接続するための結線用端子が形成されており、前記光学部材の前記当接面は、前記結線用端子よりも前記光電変換部側において前記周囲面に当接することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記光電変換部は、前記撮像素子の中央部に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学部材は、前記レンズ部と前記脚部が一体で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
かかる目的を達成すべく、本発明の撮像装置は、
光電変換部と、
前記光電変換部の周囲に形成され、内側に回路が配置された周囲面とを備えた撮像素子と、
前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、
前記レンズ部を支持する脚部と、
前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、
前記光学部材を、前記当接面が前記撮像素子の前記周囲面に当接、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には前記周囲面もしくは表面材に当接するように取り付けたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の撮像装置は、光電変換部と、前記光電変換部の周囲に形成され、内側に回路が配置された周囲面とを備えた撮像素子と、前記撮像素子に備えられる前記光電変換部に被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部を支持する脚部と、前記撮像素子に当接する当接面とを備えた光学部材と、を有し、前記光学部材を、前記当接面が前記撮像素子の前記周囲面に当接、もしくは前記撮像素子の周囲面に表面材が設けられている場合には前記周囲面もしくは表面材に当接するように取り付けたことを特徴とするので、前記撮像素子の面精度が比較的悪い四隅や側面の部分を用いることなく、前記レンズ部と前記撮像素子の受光面との光軸方向の位置決めを行うことができる。尚、表面材とは、前記周囲面に貼り付けられたガラス板のようなものをいうが、それに限られない。なお、本発明における周囲面とは、前記撮像素子の前記光電変換部の表面と略同一平面上に存在する面を言い、前記撮像素子の側面は除かれるものとする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
又、本発明の撮像装置においては、前記撮像素子の前記光電変換部に近接する位置に、前記光学部材の脚部が配置される場合があるので、前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを設けることで、不要光の入射を低減し、前記脚部からの内面反射が、ゴーストとして光電変換部に到達することを抑制することができる。それにより高画質な画像を形成することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
更に、本発明の撮像装置においては、前記撮像素子の前記光電変換部に近接する位置に、前記光学部材の脚部が配置される場合があるので、前記レンズ部のＦナンバーを規定する第１の絞りと、前記第１の絞りに対して被写体側に配置され、周辺光束を規制する第２の絞りとを設けることで、不要光の入射を低減し、前記脚部からの内面反射が、ゴーストとして光電変換部に到達することを抑制することができる。それにより高画質な画像を形成することができる。