(57)【要約】【課題】  光学フィルタ３と光学フィルタ支持部４の占める光軸方向の厚みを薄くして、撮像装置の一層の薄型化、小型化を可能にする。【解決手段】  画像から変換された電気信号を処理する回路基板６と、この回路基板６上に載置され、脚部、胴部及びその境界にあり中央に開口穴４Ａを有する支持部４が一体形成されたホルダ５と、上記胴部の内側に装着される集光レンズ１と、上記支持部４の開口穴４Ａ周縁である内側面上に載置される光学フィルタ３と、上記支持部４の下面に上記開口穴４Ａを塞ぐように載置され上記集光レンズ１、光学フィルタ３を通過した光が結像されその像を電気信号に変換し出力する撮像素子２とを備えたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像から変換された電気信号を処理する回路基板と、この回路基板上に載置され、脚部、胴部及びその境界にあり中央に開口穴を有する支持部が一体形成されたホルダと、上記胴部の内側に装着される集光レンズと、上記支持部の開口穴周縁である内側面上に載置される光学フィルタと、上記支持部の下面に上記開口穴を塞ぐように載置され上記集光レンズ、光学フィルタを通過した光が結像されその像を電気信号に変換し出力する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記支持部の内側面は、その開口穴径が上記集光レンズ側から撮像素子側に向け狭くなるよう傾斜面となっており、上記集光レンズが上記内側面の傾斜面上に載置され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】
脚部、胴部及びその境界に設けられ中央に開口穴を有する支持部が一体形成されたホルダと、上記胴部の内側に装着される集光レンズと、上記支持部の開口穴周縁である内側面上に載置される光学フィルタと、上記ホルダが載置され、上記集光レンズ、光学フィルタを通過した光が結像されその像を電気信号に変換し出力する撮像素子と、この撮像素子が載置され、画像から変換された上記電気信号を処理する回路基板とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話搭載用カメラ、電子スチルカメラ、ビデオカメラ等のカメラの小型化を図ることができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は例えば特開２００１−２４５１８６号公報に示された従来の装置を示す断面図であり、図において、１は画像を集光するレンズ、２はレンズ１によって結像した光の像を電気信号に変換する撮像素子チップ、３は撮像素子チップ２に入射する赤外領域の光を抑制する光学フィルタ、４はこの光学フィルタ３を取付ける光学フィルタ支持部であり、レンズ１により集光されて撮像素子チップ２へ導かれる光を通す開口穴４Ａを有している。また、５はレンズ１と光学フィルタ３、撮像素子チップ２を配置するホルダである。このホルダは、撮像素子チップ２からの電気信号を導く配線導体５Ａを有しており立体プリント基板を構成している。６はカメラ或いは携帯電話等のアプリケーションのメイン基板であるプリント基板である。
【０００３】
次に動作について説明する。入射光７は、レンズ１により集光され、赤外領域の感度を抑制する光学フィルタ３を透過した後に、開口穴４Ａを通り、撮像素子チップ２に入射し結像する。次いで撮像素子チップ２に結像した光の像は電気信号に変換され、配線導体５Ａを介してプリント基板６に映像信号として出力する。
【０００４】
ＣＣＤ等の撮像素子の光波長に対する感度特性は、赤外領域で非常に高いため、可視光領域の感度特性を平坦にするには、赤外領域の光をカットする光学フィルタ３が必要である。光学フィルタ３は、光学フィルタ支持部４の開口穴４Ａの上側に配置されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４５１８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら撮像装置を薄型化、小型化するうえで、このような従来の撮像装置の構造では、レンズ系と撮像素子チップ間の距離を短くして薄型化を図ろうとした場合に、光学フィルタが光学フィルタ支持部の開口穴の上側に配置されているので、光学フィルタと光学フィルタ支持部の占める光軸方向の厚みを薄くするのに限界があり、撮像装置の薄型化ができないという問題点を有していた。
【０００７】
また、光学フィルタの幅を大きくし、ホルダに直接設けることにより、光学フィルタ支持部を形成する凸部を無くすることができ薄型化することは可能であるが、この場合には光軸と垂直な方向（横方向）に撮像装置が大きくなるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光学フィルタと光学フィルタ支持部の占める光軸方向の厚みを薄くして、一層の薄型化、小型化を可能とした撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る撮像装置は、画像から変換された電気信号を処理する回路基板と、この回路基板上に載置され、脚部、胴部及びその境界にあり中央に開口穴を有する支持部が一体形成されたホルダと、上記胴部の内側に装着される集光レンズと、上記支持部の開口穴周縁である内側面上に載置される光学フィルタと、上記支持部の下面に上記開口穴を塞ぐように載置され上記集光レンズ、光学フィルタを通過した光が結像されその像を電気信号に変換し出力する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る撮像装置は、上記支持部の内側面が、その開口穴径が上記集光レンズ側から撮像素子側に向け狭くなるよう傾斜面となっており、上記集光レンズが上記内側面の傾斜面上に載置されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る撮像装置は、脚部、胴部及びその境界に設けられ中央に開口穴を有する支持部が一体形成されたホルダと、上記胴部の内側に装着される集光レンズと、上記支持部の開口穴周縁である内側面上に載置される光学フィルタと、上記ホルダが載置され、上記集光レンズ、光学フィルタを通過した光が結像されその像を電気信号に変換し出力する撮像素子と、この撮像素子が載置され、画像から変換された上記電気信号を処理する回路基板とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、光学フィルタを光学フィルタ支持部の開口部の内側側面に配置して、光学フィルタと光学フィルタ支持部の占める光軸方向の厚みを薄くしたので、光学フィルタを小さくでき、また、レンズと撮像素子チップ間の距離を更に短くした光学設計を可能にし、撮像装置を大きくすることなく更なる薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施例１．
図１は本発明に係わる撮像装置の一実施例を示す断面図である。図において、１は入射光７を集光して画像を結像するレンズであり、１枚あるいは２枚以上のレンズ玉で構成されている。２はレンズ１によって結像した光の像を電気信号に変換して映像信号を出力するＣＣＤ等の撮像素子チップ、３は撮像素子チップ２に入射する赤外領域の光を抑制する光学フィルタであり、周辺縁部はＣ面取りによる斜面形状３Ａを形成している。４は光学フィルタ３を取付ける光学フィルタ支持部であり、レンズ１により集光されて撮像素子チップ２へ導かれる光を通す開口穴４Ａを有している。光学フィルタ支持部４の内側側面は、斜面形状４Ｂを形成している。
【００１４】
５は脚部、胴部及び光学フィルタ支持部が一体成形されたホルダであり、撮像素子チップ２からの電気信号を導く配線導体５Ａを有し立体プリント基板としての機能を備えている。６はカメラ或いは携帯電話等のアプリケーションのメイン基板であるプリント基板である。８はレンズ１を収納するバレルであり、９はバレル８とホルダ５の間でレンズ１を光軸方向に動かして、撮像素子チップ２に結像位置を合わせるピント調整用のねじ式調整機構である。１０は、光学フィルタ３を光学フィルタ支持部４に固定するための接着剤である。この接着剤には、例えば、紫外線硬化型の樹脂などが用いられる。なお、上記説明では、レンズ１のピント調整にねじ式調整機構を用いる場合を取り上げたが、これに限るものではない。例えば、バレル８の下部に凸部を有するカム式調整機構を設け、このカムの回転により凸部がバレル８を上下動させる仕組みとしても構わない。
【００１５】
ＣＣＤ等の撮像素子チップ２の光波長に対する感度特性は、赤外領域で非常に高いため、レンズ１によって集光結像された画像をそのまま撮像素子チップ２に入射させると、撮像素子チップ２から出力される映像信号による画像は赤みがかる色調となる。光学フィルタ３は、赤外領域の光をカットして可視光領域の感度特性を平坦にする為に必要であり、平坦な特性の映像信号としてカラー画像に対応している。
【００１６】
光学フィルタ３は、酸化銅等の金属錯体を含有して赤外線をカットする色ガラスや、表面に赤外線をカットする誘電体多層膜を蒸着させたホウ珪酸ガラス等のガラスであり、品質面で問題なく安定に量産できる最も薄いガラス厚は、０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度である。なお、光学フィルタ３としては、赤外線をカットするフィルタ以外に、画像のモアレ（モアレ縞、画素干渉にともなう縞状のパターン）を防ぐために、表面に回折格子が形成された位相型ローパスフィルタや、水晶や方解石などの複屈折物質からなる光学ローパスフィルタであってもよい。
【００１７】
また、光学フィルタ支持部４は、射出成型によるポリカーボネート樹脂や、セラミック等の絶縁材料からなり、品質面で問題なく安定に量産できる最も薄い厚みは、０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度である。
【００１８】
撮像装置を薄型化する為には、レンズ系の光学設計によって、レンズ群のトップから結像位置すなわち撮像素子チップまでの光学長Ｌを短くする必要があり、光学長Ｌを短くするにつれてレンズ１と撮像素子チップ２間のバックフォーカス距離Ｂｆについても短くせざるを得なくなってくる。
【００１９】
一方、光学フィルタ３を開口穴４Ａの上側に配置した場合、光学フィルタ３の厚みと光学フィルタ支持部４の厚み、さらには光学フィルタ３を光学フィルタ支持部４に接着固定する為の接着剤の厚みが必要となり、これらが占める光軸方向の厚みは０．６ｍｍ程度が限界である。
【００２０】
従って、レンズ系の光学設計において、例えば２枚レンズ構成で光学長Ｌを３．０ｍｍ以下程度に短くしたい場合、光学長Ｌからレンズ群の厚みを差引いたバックフォーカス距離Ｂｆは１．０ｍｍ以下程度に短くなってしまう。バックフォーカス距離Ｂｆが短くなってくると、部品寸法公差や組立誤差などの量産ばらつきを考慮した場合に、調整機構９によるピント調整代Ｄを確保できず、更なる撮像装置の薄型化ができなくなるといった問題があった。
【００２１】
また、光学フィルタ３の幅を大きくして、光学フィルタ支持部４の凸部を無くし、レンズ１と撮像素子チップ２間のＢｆに占める光軸方向の厚みを、光学フィルタ３の厚みだけにすることで、薄型化することは可能であるが、この場合には光軸と垂直な方向に撮像装置が大きくなり、小型の撮像装置を得ることができない。さらに、光学フィルタ３のサイズを大きくすれば、コスト増につながり、撮像装置のコスト競争力が低下するといった問題があった。
【００２２】
これに対して本実施例１によれば、光学フィルタ３を開口穴４Ａの内側に挿入し、光学フィルタ３の周辺縁部の斜面形状３Ａを、光学フィルタ支持部４Ａの内側側面の斜面形状４Ｂに当てた状態で、光学フィルタ３の周辺部に接着剤１０を塗布して固定している。
【００２３】
このような構成にすることで、光軸方向に接着剤１０の厚みを必要とすることなく、光学フィルタ３と光学フィルタ支持部４が占める光軸方向の厚みＨを０．６ｍｍ以下にすることができ、レンズ系の光学設計によってＢｆを短くしても必要なピント調整代Ｄを確保して、撮像装置を大きくすることなく更なる撮像装置の薄型化が図れるといった効果を奏する。
【００２４】
さらに、光学フィルタ３のサイズを小さくすることができ、コスト減による撮像装置のコスト競争力向上が図れるといった効果を奏する。
【００２５】
また、その内側側面に光学フィルタ３を取付けられる光学フィルタ支持部４が、撮像素子チップ２を装着する立体プリント基板と一体構成であるので、撮像素子チップ２を収納した一般的な撮像素子パッケージに光学フィルタ支持部４を有する構造体を取付ける構成に比べて、薄型化が図れるといった効果を奏する。
【００２６】
実施例２．
図２は本発明に係わる撮像装置の他の実施例を示す断面図である。図において、光学フィルタ支持部４の開口穴４Ａの内側側面には、厚み０．１ｍｍ以下の突起４Ｃを有している。また、１１はバレル８とねじ式調整機構９を介して接続されるホルダであり、撮像素子パッケージ１３の当て基準面１３Ａにホルダ１１の当て基準面１１Ａを当てて接着剤１２により固定して配置する。光学フィルタ支持部４は、ホルダ１１と一体であり、ポリカーボネート樹脂の射出成型によって形成する。１４は、撮像素子パッケージ１３のカバーガラスである。なお、実施例１と同様に、ねじ式調整機構９に替え、カム式調整機構を用いても構わない。
【００２７】
光学フィルタ３は、撮像素子パッケージ１３と接着固定する前のホルダ１１の開口部４Ａの内側に挿入し、光学フィルタ３の周辺縁部を、開口部４Ａの突起４Ｃに当てた状態で、光学フィルタ３の周辺部に接着剤１２を塗布して固定している。なお、上記説明では、撮像素子パッケージ１３がプリント基板６に実装されている場合について説明したが、撮像素子２がパッケージ１３を介さず、直接、プリント基板６に実装される構成でも構わない。
【００２８】
このような構成においても、光学フィルタ３と光学フィルタ支持部４が占める光軸方向の厚みＨを０．６ｍｍ以下にすることができ、レンズ系の光学設計によってＢｆを短くしても必要なピント調整代Ｄを確保して、撮像装置を大きくすることなく更なる撮像装置の薄型化が図れるといった効果を奏する。
【００２９】
さらに、光学フィルタ３のサイズを小さくすることができ、コスト減による撮像装置のコスト競争力向上が図れるといった効果を奏する。
【００３０】
また、その内側側面に光学フィルタ３を取付けられる光学フィルタ支持部４が、ホルダ１１と一体構成であるので、撮像素子チップ２を収納した一般的な撮像素子パッケージ１３に対しても、パッケージの当て基準面１３Ａにホルダ１１を当てて接着固定することによって、撮像装置の薄型化が図れるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の一実施例による撮像装置を示す断面側面図である。
【図２】この発明の他の実施例による撮像装置を示す断面側面図である。
【図３】従来の撮像装置を示す断面側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  レンズ、  ２  撮像素子チップ、  ３  光学フィルタ、  ３Ａ  斜面形状、  ４  光学フィルタ支持部、  ４Ａ  開口穴、  ４Ｂ  内側側面、  ４Ｃ  突起、  ５  ホルダ、  ５Ａ  配線導体、  ５Ｂ  当て基準面、  ６  プリント基板、  ７  入射光、  ８  バレル、  ９  調整機構、  １０  接着剤、  １１  ホルダ、  １２  接着剤、  １３  撮像素子パッケージ、  １３Ａ  当て基準面、  １４  カバーガラス。
【図１】
2005241841.tif 000003
【図２】
2005241841.tif 000004
【図３】
2005241841.tif 000005