(57)【要約】【課題】精度の良い映像を得ることができる撮像素子のピント調整機構を提供する。【解決手段】ピント調整機構Ａは、３次元立体配線基板の製造技術を用いて形成され、表面に部品搭載用凹部（レンズ収納凹部２および撮像素子収納凹部３）が設けられたモジュール本体１と、撮像素子収納凹部３の底面に搭載された撮像素子５と、誘電材料により形成され、外側縁をレンズ収納凹部２の内壁に接触させた状態でレンズ収納凹部２の内部に配置された透明板６と、外縁部をレンズ収納凹部２の内壁に接触させた状態で透明板６の表面側に配置されたリキッドレンズ１０と、レンズ収納凹部２の開口を塞ぐように配置された第２の透明板９と、透明板６の表面および裏面にそれぞれ形成され、リキッドレンズ１０の焦点距離に応じた電圧が印加される第１及び第２の透明電極７，８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に部品搭載用凹部が設けられた立体回路部品からなるモジュール本体と、前記部品搭載用凹部の底面に搭載された撮像素子と、誘電材料により形成され外側縁を前記部品搭載用凹部の内壁に接触させた状態で前記部品搭載用凹部の中間部に配置された第１の透明板と、外縁部を前記部品搭載用凹部の内壁に接触させた状態で前記第１の透明板の表面側に配置されたリキッドレンズと、前記部品搭載用凹部の開口を塞ぐように配置された第２の透明板と、前記第１の透明板の表面および裏面にそれぞれ形成され前記リキッドレンズの焦点距離に応じた電圧が印加される第１及び第２の透明電極とを備えて成ることを特徴とする撮像素子のピント調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子のピント調整機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のピント調節機構としては、電気毛管現象により焦点距離が変化するリキッドレンズを利用した可変焦点レンズを、撮像素子の光学系に用いたものが従来提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−５７０４９号公報（段落番号［００４４］−［００４６］、及び、第１図、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した撮像素子のピント調整機構では、リキッドレンズからなる可変焦点レンズと、撮像素子とをそれぞれ装置に組み込んでいるため、可変焦点レンズと撮像素子の相対的な位置関係が製品毎にばらつく可能性があった。そのため、リキッドレンズの光軸中心と撮像素子の光軸中心との位置ずれが発生したり、リキッドレンズと撮像素子の間の距離がばらつくなどして、精度の良い映像が得られない可能性があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、精度の良い映像を得ることができる撮像素子のピント調整機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に部品搭載用凹部が設けられた立体回路部品からなるモジュール本体と、部品搭載用凹部の底面に搭載された撮像素子と、誘電材料により形成され外側縁を部品搭載用凹部の内壁に接触させた状態で部品搭載用凹部の中間部に配置された第１の透明板と、外縁部を部品搭載用凹部の内壁に接触させた状態で第１の透明板の表面側に配置されたリキッドレンズと、部品搭載用凹部の開口を塞ぐように配置された第２の透明板と、第１の透明板の表面および裏面にそれぞれ形成されリキッドレンズの焦点距離に応じた電圧が印加される第１及び第２の透明電極とを備えて成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、誘電材料により形成された第１の透明板の表面および裏面に形成された第１及び第２の透明電極の間に電圧を印加すると、第１の透明板の表面側に配置されたリキッドレンズの表面張力が電気毛管現象により変化して、界面の形状が変化するので、リキッドレンズの焦点距離を変化させて、ピント調整を行うことができる。しかも、モジュール本体は立体回路部品からなり、このモジュール本体に設けた部品搭載用凹部の底面に撮像素子を搭載するとともに、部品搭載用凹部の中間部に配置した第１の透明板の表面側に、外縁部を部品搭載用凹部の内壁に接触させた状態でリキッドレンズを配置しているので、リキッドレンズと撮像素子との相対的な位置決め精度を向上させることができ、リキッドレンズと撮像素子の光軸中心の位置ずれや両者の距離のばらつきを低減することによって、精度の良い映像を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【０００８】
図１は撮像素子のピント調整機構Ａの要部断面図であり、ピント調整機構Ａは、後述する３次元立体配線基板の製造技術を用いて形成された立体回路部品からなるモジュール本体１を備える。
【０００９】
モジュール本体１は略直方体状であって、上面の中央にはレンズ収納凹部２が開口している。また、レンズ収納凹部２の底部中央には、レンズ収納凹部２に比べて水平断面の小さい撮像素子収納凹部３が開口しており、撮像素子収納凹部３の開口部周縁には段部４が形成されている。また、撮像素子収納凹部３の内壁は、上側に行くほど外側に広がるよう斜めに傾斜している。ここにおいてレンズ収納凹部２と撮像素子収納凹部３とで部品搭載用凹部が構成されている。
【００１０】
撮像素子収納凹部３の底面には、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳイメージセンサなどからなる撮像素子５が搭載されており、撮像素子５の電極は、撮像素子収納凹部３の底面に形成された金属めっき層からなる回路パターン（図示せず）にボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続されている。この回路パターンは、撮像素子収納凹部３およびレンズ収納凹部２の内壁を通って、モジュール本体１の表面まで延長形成されており、撮像素子５は上記回路パターンを介して外部の回路に電気的に接続されている。
【００１１】
またレンズ収納凹部２の内部には、透明な誘電材料により形成された第１の透明板（以下、透明板と略称す。）６が配置される。透明板６はレンズ収納凹部２の断面形状と略同じ形状に形成され、段部４上に載置された状態でレンズ収納凹部２の内部（つまり部品搭載用凹部の中間部）に固定されており、透明板６の外側縁はレンズ収納凹部２の内壁に接触している。この透明板６の表面および裏面にはそれぞれ第１の透明電極７と第２の透明電極８が設けられている。第１及び第２の透明電極７，８は、段部４の上面あるいはレンズ収納凹部２の内壁に形成された金属めっき層からなる回路パターン１１，１２に電気的に接続されており、これらの回路パターン１１，１２を介して外部の制御回路１３に電気的に接続されている。而して、第１及び第２の透明電極７，８の間には、外部の制御回路１３から回路パターン１１，１２を介して所定の電圧値の電圧が印加されるようになっている。
【００１２】
またレンズ収納凹部２の開口部には、開口部を閉塞するようにして、透光性を有する第２の透明板（以下、透明板と略称す。）９が取り付けられており、透明板６と透明板９とでレンズ収納凹部２の内部が液密状態に封止されている。
【００１３】
そして、透明板６の上面には導電性を有する透明な液滴からなるリキッドレンズ１０が配置されている。リキッドレンズ１０は、その外縁部がレンズ収納凹部２の内壁に接触するように配置されているので、リキッドレンズ１０の光軸中心はレンズ収納凹部２の中心位置に略一致している。透明板６およびレンズ収納凹部２の内壁はリキッドレンズ１０に対して低い濡れ性を有しており、透明電極７，８間に電圧を印加していない状態ではリキッドレンズ１０とレンズ収納凹部２の内壁との接触角がθ１となる状態を保っている。
【００１４】
ここで、外部の制御回路１３から透明電極７，８間に電圧が印加されると、電気毛管現象（electricwetting phenomena）によってリキッドレンズ１０の表面張力が変化して、リキッドレンズ１０とレンズ収納凹部２の内壁との接触角が変化する。例えば透明電極７，８間の印加電圧に応じて接触角がθ１からθ２に増加すると、リキッドレンズ１０の界面の形状が図１中に破線で示すような形状となり、界面の曲率半径が電圧を印加していない状態に比べて小さくなるので、リキッドレンズ１０の焦点距離を短くすることができる。したがって、外部の制御回路１３により透明電極７，８間に所望の極性あるいは電圧値の電圧を印加することで、リキッドレンズ１０の表面張力を変化させて、その焦点距離を調整することができ、撮像素子５のピントを調整することができるのである。
【００１５】
本実施形態のピント調整機構Ａは以上のような構成を有しており、誘電材料で形成された透明板６の表面および裏面に設けた透明電極７，８の間に電圧を印加すると、透明板６の表面側に配置されたリキッドレンズ１０の表面張力が電気毛管現象により変化して、界面の形状が変化するので、リキッドレンズ１０の焦点距離を変化させて、ピント調整を行うことができる。しかも、モジュール本体１は、３次元立体配線基板の製造技術を用いて形成されており、レンズ収納凹部２の内部に配置した透明板６の表面側に、外縁部をレンズ収納凹部２の内壁に接触させた状態でリキッドレンズ１０を配置しているので、リキッドレンズ１０の光軸中心をレンズ収納凹部２の中心位置に略一致させることができる。また撮像素子５は、モジュール本体１に設けた撮像素子収納凹部３の底面に搭載されているので、リキッドレンズ１０と撮像素子５との相対的な位置決め精度を向上させることができ、リキッドレンズ１０と撮像素子５の光軸中心の位置ずれや、両者の距離のばらつきを低減することによって、精度の良い映像を得ることができる。
【００１６】
ところで、上述のモジュール本体１は３次元立体配線基板の製造技術を用いて形成されるのであるが、その製造技術について図２〜図４を参照して説明する。
【００１７】
図２は３次元立体回路基板の製造方法の概要を示すフローである。３次元立体回路基板は、樹脂材料を射出成型することで所望の三次元形状の基板２１を成型する成型工程（Ｓ１）、基板２１の表面にスパッタリング、蒸着、イオンプレーティングなどの物理蒸着法による導電性薄膜２２の成膜を行うメタライズ処理工程（Ｓ２）、高エネルギービーム（本実施形態ではレーザビーム）による回路部／非回路部の分離を行うレーザ処理工程（Ｓ３）、回路部のめっきによる厚膜化を行ってめっき層２３を形成するめっき処理工程（Ｓ４）、非回路部のエッチング処理工程（Ｓ５）の各工程を順次実施することで製造される。
【００１８】
図３（ａ）〜（ｃ）および図４（ａ）（ｂ）は、上記各工程における３次元立体回路基板Ｂの表面処理の様子を示している。まず図３（ａ）は基板２１の成型工程（Ｓ１）であり、絶縁性を有する合成樹脂を射出成形することによって、所望の三次元形状を有する基板２１が成型される。ここにおいて基板２１の成型材料としては、例えば熱可塑性樹脂の場合は芳香族ポリアミドや液晶性ポリエステルなどが、熱硬化性樹脂の場合はエポキシ樹脂や飽和ポリエステルなどが用いられ、またセラミックの場合は窒化アルミナなどが用いられる。また基板２１の成形材料としてポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）などを用いても良い。また基板２１の成型方法は射出成形に限らず、押出成型やトランスファ成型などの成型方法を用いても良い。
【００１９】
次に、図３（ｂ）はメタライズ処理工程（Ｓ２）であり、例えば銅をターゲットとするスパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどの物理蒸着法（ＰＶＤ法）によって、基板２１の表面に導電性薄膜２２が形成される。しかし、物理蒸着法に限定されることなく化学蒸着法などの他の方法で行ってもよい。導電性薄膜２２は、銅以外に、ニッケル、金、アルミニウム、チタン、モリブデン、クロム、タングステン、スズ、鉛などの単体金属、又は黄銅、ＮｉＣｒなどの合金を用いてもよい。
【００２０】
図３（ｃ）はレーザ処理工程（Ｓ３）であり、導電性薄膜２２における回路部２３ａと非回路部２３ｂとの境界部分に高エネルギービーム、例えば電磁波ビームであるレーザビームが照射され、その部分の導電性薄膜２２が蒸発除去されて、その除去部２３ｃによって回路部２３ａと非回路部２３ｂとが分離され、所定の回路パターンが形成される。
【００２１】
次に、図４（ａ）はめっき処理工程（Ｓ４）であり、回路部２３ａに給電されて電流が流れ、回路部２３ａの部分が例えば電解銅めっきにより厚膜化されて、めっき層２４が形成される。このとき、非回路部２３ｂには電流が流れず、非回路部２３ｂの部分はめっきされないので、その膜厚はもとのままの薄膜の状態にある。尚、めっき層２４としてはニッケル金めっきなどを形成しても良い。
【００２２】
次に、図４（ｂ）はエッチング処理工程（Ｓ５）であり、回路パターン形成面全体をエッチングすることにより、非回路部２３ｂが除去されて、回路パターンが形成された３次元回路基板が完成するのであり、このような製造技術を用いて、上述のモジュール本体１を形成することができるのである。
【００２３】
なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の撮像素子のピント調整機構の概略断面図である。
【図２】同上のモジュール本体の製造方法の概要を示すフロー図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上の各工程における表面処理の様子を示す斜視図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は同上の各工程における表面処理の様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ａ  ピント調整機構
１  モジュール本体
２  レンズ収納凹部（部品搭載用凹部）
３  素子収納凹部（部品搭載用凹部）
５  撮像素子
６  第１の透明板
７  第１の透明電極
８  第２の透明電極
９  第２の透明板
１０  リキッドレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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