(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなるとともに鏡枠内に配置されて用いられる撮像レンズにおいて、
前記支持部は、前記レンズ部の光軸方向の位置決めに用いる位置決め面を有し、
前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面が前記鏡枠の内側に突き出た内周面に密着することで、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされ、
前記鏡枠の内側に突き出た前記内周面の前記フランジ部側の上面と、前記フランジ部の前記支持部側の下面との間に隙間が形成されるとともに、前記支持部の位置決め面で前記レンズ部の光軸方向の位置決めがなされることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
前記フランジ部は、弾性部材からの弾性力を受ける部位となっていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項３】
前記弾性部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記フランジ部は、回転ストッパ部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像レンズ。
【請求項５】
前記回転ストッパ部はＤカットであることを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ。
【請求項６】
前記レンズ部の被写体側において、前記レンズ部のＦナンバーを規定する絞り部材を嵌合的に取り付けるための段部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の撮像レンズ。
【請求項７】
基板と、
前記基板に取り付けられた撮像素子と、
レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなる撮像レンズと、
前記基板に固着されるとともに前記撮像レンズを内部に配置する鏡枠と、を有する撮像装置において、
前記支持部は、前記レンズ部の光軸方向の位置決めに用いる位置決め面を有し、
前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面が前記鏡枠の内側に突き出た内周面に密着することで、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされ、
前記鏡枠の内側に突き出た前記内周面の前記フランジ部側の上面と、前記フランジ部の前記支持部側の下面との間に隙間が形成されるとともに、前記支持部の位置決め面で前記レンズ部の光軸方向の位置決めがなされることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記支持部は、前記撮像素子に当接する当接部を有していることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記フランジ部は、弾性部材からの弾性力を受ける部位となっていることを特徴とする請求項７又は８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記弾性部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像装置は、前記基板に取り付けられた鏡枠を有し、前記フランジ部は、前記鏡枠との間で相対回転を阻止する回転ストッパ部を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記回転ストッパ部はＤカットであることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記レンズ部の被写体側において、前記レンズ部のＦナンバーを規定する絞り部材を嵌合的に取り付けるための段部が形成されていることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に携帯電話やパソコンなどに設置可能な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
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、撮像素子の受光面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受光面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受光面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。
【００１０】
このような問題を解消すべく、レンズのフランジを光軸方向に、レンズの焦点位置近傍まで延在させた上で、かかるフランジを撮像素子に直接的に当接させることによって撮像装置を構成しようとする試みがある。かかる試みによれば、レンズの合焦位置に撮像素子の受光部を配置することができ、撮像装置の組み付け時の手間を大幅に減少させることができる。
【００１１】
ところが、レンズのフランジを光軸方向に延在させた撮像レンズを、どのようにして製造するかが問題となる。ここで、プラスチック材料を素材とすれば、金型を用いた射出成形で、安定した品質の撮像レンズの大量生産が可能である。しかしながら、射出成形によれば、ゲート部をカットする場合にバリが発生しやすいが、そのバリの生じた位置によっては、組み付け精度を低める恐れがある。
【００１２】
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レンズ及び撮像装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、第１の本発明の撮像レンズは、レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなるとともに鏡枠内に配置されて用いられる撮像レンズにおいて、前記支持部は、前記レンズ部の光軸方向の位置決めに用いる位置決め面を有し、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面が前記鏡枠の内側に突き出た内周面に密着することで、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされ、前記鏡枠の内側に突き出た前記内周面の前記フランジ部側の上面と、前記フランジ部の前記支持部側の下面との間に隙間が形成されるとともに、前記支持部の位置決め面で前記レンズ部の光軸方向の位置決めがなされることを特徴とする。
【００１４】
第２の本発明の撮像装置は、基板と、前記基板に取り付けられた撮像素子と、レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなる撮像レンズと、前記基板に固着されるとともに前記撮像レンズを内部に配置する鏡枠と、を有する撮像装置において、前記支持部は、前記レンズ部の光軸方向の位置決めに用いる位置決め面を有し、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面が前記鏡枠の内側に突き出た内周面に密着することで、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされ、前記鏡枠の内側に突き出た前記内周面の前記フランジ部側の上面と、前記フランジ部の前記支持部側の下面との間に隙間が形成されるとともに、前記支持部の位置決め面で前記レンズ部の光軸方向の位置決めがなされることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
第１の本発明の撮像レンズは、レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなる撮像レンズにおいて、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面を用いて、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされるので、例えば前記フランジ部にゲート部を設けることで、射出成形時における前記レンズ部への樹脂の流れを良好にできるというメリットを生かしつつ、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面を用いて、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めを行うことによって、前記ゲート部にバリやカエリが生じても、かかる位置決めにおいてはその影響を無視することができ、位置決め精度を向上させることができる。尚、前記支持部は、光軸方向いずれの側に延在していても良い。
【００１６】
更に、前記支持部は、光軸方向の位置決めに用いる位置決め面を有していると、光軸方向の位置決めを容易に行うことができる。
【００１７】
又、前記フランジ部は、弾性部材からの弾性力を受ける部位となっていると好ましい。
【００１８】
更に、前記弾性部材は、コイルばねであると、長期期間安定して弾性力を発揮できる。
【００１９】
又、前記フランジ部は、回転ストッパ部を有すると、前記撮像レンズの不用意な回転が阻止されるので好ましい。
【００２０】
更に、前記回転ストッパ部はＤカットであると、回転ストッパ部を簡単に形成できる。
【００２１】
又、前記レンズ部の被写体側において、前記レンズ部のＦナンバーを規定する絞り部材を嵌合的に取り付けるための段部が形成されていると、絞り部材の設置が容易になるので好ましい。
【００２２】
第２の本発明の撮像装置は、基板と、前記基板に取り付けられた撮像素子と、レンズ部と、前記レンズ部の周囲に設けられたフランジ部と、前記フランジ部から光軸方向に延在する支持部とを備えたプラスチック材料から成形されてなる撮像レンズと、を有する撮像装置において、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面を用いて、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めがなされるので、例えば前記フランジ部にゲート部を設けることで、射出成形時における前記レンズ部への樹脂の流れを良好にできるというメリットを生かしつつ、前記フランジ部に対し光軸に近い側に配置された前記支持部の外周面を用いて、前記レンズ部の光軸直角方向の位置決めを行うことによって、前記ゲート部にバリやカエリが生じても、かかる位置決めにおいてはその影響を無視することができ、位置決め精度を向上させることができる。尚、前記支持部は、光軸方向いずれの側に延在していても良いが、前記撮像素子側に延在していると、光軸方向の位置決めのために利用できるので好ましい。又、前記撮像素子としては、ＣＭＯＳが好適であるが、ＣＣＤであっても良い。
【００２３】
更に、前記支持部は、前記撮像素子に当接する当接部を有していると、前記支持部を前記レンズ部の焦点位置まで延在させることにより、前記撮像素子上に前記撮像レンズを載置するだけで、合焦位置の調整が達成できるため、組み付け時の手間が大幅に減少する。
【００２４】
又、前記フランジ部は、弾性部材からの弾性力を受ける部位となっていると、例えば前記弾性力を用いて、前記支持部を前記撮像素子に向かって付勢することができ、振動や衝撃の影響を効果的に緩和することができる。
【００２５】
更に、前記弾性部材は、コイルばねであると、長期期間安定して弾性力を発揮できる。
【００２６】
又、前記撮像装置は、前記基板に取り付けられた鏡枠を有し、前記フランジ部は、前記鏡枠との間で相対回転を阻止する回転ストッパ部を有すると、例えば前記撮像素子の上面に、ワイヤ等の配線を取り付けるためのパッドが設けられている場合、前記撮像レンズが不用意に回転して、その脚部が、かかるパッドに干渉することなどが阻止されるので好ましい。
【００２７】
更に、前記回転ストッパ部はＤカットであると、回転ストッパ部を簡単に形成できる。
【００２８】
又、前記レンズ部の被写体側において、前記レンズ部のＦナンバーを規定する絞り部材を嵌合的に取り付けるための段部が形成されていると、絞り部材の設置が容易になるので好ましい。
【００２９】
尚、前記撮像素子は、受光面側の表面において、少なくとも一部にガラス板などの平行平板からなる保護部材を設けていても良い。かかる場合、前記撮像素子の脚部は保護部材を介して前記撮像素子に当接することとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
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、撮像レンズの斜視図であり、図４は、撮像レンズの下面図である。図５は、撮像素子の上面図である。
【００３１】
撮像レンズ１は、透明なプラスチック材料を素材とし、図１に示すように、支持部である管状の脚部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と、脚部１ｃの上端周囲に形成されたフランジ部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とから一体的に形成されている。略円筒状のフランジ部１ｅは、図４に示すように、一部が切り欠かれ、いわゆるＤカット部１ｆを形成しているが、脚部１ｃは、Ｄカット部１ｆを含めても、フランジ部１ｅに対して光軸直角方向の内側（即ち光軸に近い側）に配置されている。射出成形時のゲート位置は、フランジ部１ｅの外周部（不図示）に設けると、レンズ部１ａに対する樹脂の流れが良好となるので好ましい。尚、図１に示すように、上面部１ｂの上面であって、凸レンズ部１ａの周囲のくぼんだ段部１ｈ内には、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が嵌合され、接着等により固定されている。
【００３２】
撮像レンズ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の円筒状内周面４ｄには、図１に示すように、撮像レンズ１の脚部１ｃの円筒状外周面１ｇ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）などを用いて位置決め配置するだけで、後述する撮像素子２ｂの受光面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。
【００３３】
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。
【００３４】
図１において、遮光板５と、撮像レンズ１のフランジ部１ｅとの間には、長期間安定した弾性力を発揮できるコイルばねである弾性部材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、撮像レンズ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、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。
【００３５】
図５において、撮像ユニット２は、ＣＭＯＳ或いはＣＣＤ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受光面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。
【００３６】
更に、撮像レンズ１の当接部１ｄは、図４に示すごとき形状で、脚部１ｃの下端から突出し脚部１ｃの一部を構成してなる。本実施の形態においては、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の下面のみ所定範囲に維持されれば足りる。ここで、周囲面２ａの裏側（図１で下面側）には、撮像素子の不図示の回路（信号処理回路を含む）が設けられているが、当接部１ｄの当接により回路の処理には影響が及ばないようになっている。ここでは、周囲面２ａを含むその内部を回路部といい、受光面２ｄを含むその内部を受光部という。
【００３７】
ここで、当接部１ｄの当接位置を検討するに、例えば図５に示す受光面２ｄのうち、隅部２ｇなどは、有効画素領域を全画素領域よりやや小さめにとることで、画像形成に無関係な領域となるので、そのような場合は受光面２ｄ内であっても、隅部２ｇの領域に当接部１ｄを当接させても撮像素子２ｂの撮像性能に影響を与える恐れは少ないといえる。尚、周囲面２ａ又は受光面２ｄのいずれの領域に当接させるにしろ、当接部１ｄからの荷重は５００ｇ以下（但し、面圧で１０００ｇ／ｍｍ２以下）であることが好ましい。この荷重（面圧）を越えると、撮像素子２ｂにダメージが付与される恐れがあるからである。但し、振動などによる画像のブレを考慮すると、当接部１ｄからの荷重は、５ｇ以上であることが望ましい。
【００３８】
本実施の形態によれば、当接部１ｄが、撮像素子２ｂの周囲面２ａに当接した状態で、撮像レンズ１のフランジ部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の受光面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。本実施の形態では、４ヶ所の当接部を設けてはいるが、１ヶ所乃至３ヶ所でもよい。また、パッド２ｃとの干渉が回避できるのであれば、撮像レンズ１の円筒状の脚部１ｃに沿った、輪帯状の当接部であっても良い。
【００３９】
又、撮像レンズ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ずれ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、合焦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、本実施の形態の撮像レンズ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。
【００４０】
更に、撮像レンズ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。このため、本実施の形態においては、回転ストッパ部としてＤカット部１ｆを利用している。より具体的には、図４に示すように、点線で示す鏡枠４の上半部４ｂの一部には、撮像レンズ１のフランジ部１ｅのＤカット部１ｆに対応して、内周側に突出した半月部４ｅが形成されており、図４に示す位置から、撮像レンズ１と鏡枠４とが相対回転しようとすると、Ｄカット部１ｆと半月部４ｅとが干渉して、かかる相対回転を阻止するように機能する。
【００４１】
本実施の形態の動作について説明する。撮像レンズ１のレンズ部１ａは、被写体像を、撮像素子２ｂの受光面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。
【００４２】
更に、本実施の形態においては、撮像レンズ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、撮像レンズ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。尚、合焦位置に関する調整を不要とするためには、撮像素子２ｂの受光面２ｄと、光学部材１のレンズ部１ａの像点のズレを、空気換算長で±Ｆ×２Ｐ（Ｆ：レンズ部の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。
【００４３】
更に、本実施の形態によれば、撮像レンズ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の受光面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に設置されることで、レンズ部１ａと撮像素子２ｂの受光面２ｄとの光軸直交方向の位置決めが行われるので、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。
【００４４】
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よりも受光面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、それにより撮像レンズ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。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の受光面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。
【００４５】
更に、光学部材１のフランジ部１ｅを、所定の付勢力で光軸方向に押圧する、コイルばねである弾性部材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、鏡枠４に対して光軸方向に沿って、脚部１ｃ（当接部１ｄ）を撮像素子２ｂの周囲面２ａに適切な当接力（上述した５ｇ以上５００ｇ以下の荷重に相当する力）で押しつけることができ、従って内側に回路や素子が配置された撮像素子２ｂの周囲面２ａに過大なストレスを生じさせることがないし、振動で光学部材１ががたつくこともないようになっている。また、鏡枠４の光軸方向に衝撃力などの大きな力が加わった場合でも、その力は基板ＰＣには伝達されるが、直接撮像素子２ｂに伝達されることはなく、撮像素子２ｂの保護という観点から好ましい。尚、弾性部材６としては、ウレタンやスポンジなども考えられるが、長期間安定した弾性力を発揮できる金属製のコイルばねなどが好ましい。
【００４６】
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、撮像レンズ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。
【００４７】
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、撮像レンズ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、撮像レンズ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と撮像レンズ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、撮像レンズ１を挿入しても良く、或いは撮像レンズ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は撮像レンズ１の抜け落ち防止の機能をかねることができる。
【００４８】
撮像レンズ１の脚部１ｃが、撮像素子２ｂの受光面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、受光面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の受光面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もしく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。
【００４９】
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の受光面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、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。
【００５０】
図７は、撮像レンズの変形例を示す断面図である。図７において、撮像レンズ１”の上面には、円筒状に突出した段部１ｈ”が形成されており、かかる段部１ｈ”に対して、周囲の円筒部３ｂ’を嵌合させる状態で絞り板３’が取り付けられている。絞り板３’は、その中央に、絞りとして機能する開口３ａ’を有する。
【００５１】
図８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、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。
【００５２】
図８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。
【００５３】
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、撮像レンズ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。
【００５４】
上述の実施の形態と同様に、撮像レンズ１の脚部１ｃが、撮像素子２ｂの受光面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、受光面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の受光面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。
【００５５】
図９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撮像レンズ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。
【００５６】
図９において、撮像レンズ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に示す撮像レンズ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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（受光面と反対側）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保護部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。又、基板はハードなものに限らず、フレキシブルなものであっても良い。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。
【００６０】
【発明の効果】
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レンズ及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【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】撮像レンズの斜視図である。
【図４】撮像レンズの下面図である。
【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
【図７】撮像レンズの変形例を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【図９】第３の実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。
【符号の説明】
１、１’、１”、１９      撮像レンズ
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  受光面
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  レンズ部
１’  像側レンズ
５’  保持部材
７’  フィルタ
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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