(57)【要約】【課題】  組み立ての自動化に対応可能とした構成とし、これにより低コストで、需要の増減に柔軟に対応可能なマクロ撮影可能な撮像装置及び製造方法を得ること。【解決手段】  撮像素子と、撮像光学系と、撮像光学系を支持する鏡枠と、鏡枠を内包する外枠部材と、を有し、外枠部材内に鏡枠を載置する際に、鏡枠の少なくとも一部が、外枠部材内に設けられた案内部により案内され、鏡枠の仮位置決めがなされる構成の撮像装置とし、外枠部材内に鏡枠を載置し、蓋部材を載置した後にガイド軸を組み付ける工程を有する製造方法とする。【選択図】        図４
2005141052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を支持する鏡枠と、該鏡枠を内包する外枠部材と、を有し、
前記外枠部材内に前記鏡枠を載置する際に、前記鏡枠の少なくとも一部が、前記外枠部材内に設けられた案内部により案内され、前記外枠部材内で前記鏡枠の仮位置が決められるよう構成したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記鏡枠が、前記撮像光学系を構成する光学素子の一部で形成されてい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】
被写体光を光電変換する撮像素子の実装されたプリント基板と、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を支持する鏡枠と、該鏡枠を光軸方向に案内するガイド軸と、該鏡枠を内包する外枠部材と、該外枠部材に組み付けられる蓋部材と、を有する撮像装置の製造方法において、
前記プリント基板上に前記外枠部材を載置固定する工程と、前記外枠部材内に前記鏡枠を載置する工程と、前記外枠部材に前記蓋部材を載置固定する工程の後、前記ガイド軸を組み付ける工程を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に携帯端末への内蔵に好適な、小型薄型で被写体距離に応じて焦点調節可能な撮像装置及びその組み立て方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、小型で薄型の撮像装置が携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の携帯端末に搭載されるようになっており、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。これらの撮像装置に用いられる撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用されている。
【０００３】
近年、これらの撮像装置は、より機能の充実を目指し、撮像光学系を固定して深い被写界深度を利用したパンフォーカス撮影のみならず、撮像光学系を移動させマクロ撮影を可能としたものも市販されるようになってきた。
【０００４】
これら、マクロ撮影を可能とした撮像装置としては、撮影レンズと筒状のホルダーに、突起と傾斜溝を相互に形成し、撮影レンズを回動させることにより撮影レンズを光軸方向に移動させ、組み立て時のピント調整をおこない、さらにこの傾斜溝を利用して近接撮影を可能とするものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８２２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の撮像装置を内蔵した携帯端末、特に携帯電話は近年急激に増加し、これに伴い、携帯端末に内蔵可能な小型薄型の撮像装置も需要が急増している。
【０００６】
このような撮像装置は、体積にして１ｃｍ3以下の非常に小さなものであり、オペレータによる手作業の組み立てには、非常に繊細な取り扱いが必要とされ、組み立てコストが高いものとなっていた。また、人に頼る組み立てでは、需要の増加及び減少に対し迅速に対応することも困難である。このため、組み立ての自動化を図り、この自動化により低コストで、需要の増減に柔軟に対応しようとすることが考えられる。
【０００７】
一方、上記の特許文献１に記載された撮像装置は、撮影レンズと筒状のホルダー相互に、突起と傾斜溝を形成し、組み込み時は、この突起と傾斜溝をあわせ、更にこの後撮影レンズを回転させてはずれなくすることが必要であり、組み立ての自動化に適した構造になっていない問題がある。
【０００８】
また、撮像光学系がガイド軸に案内されて光軸方向に移動する方式も、片持ち固定されたガイド軸に嵌合する部材の位置合わせ及び組み込みに非常な繊細さを要し、組み立ての自動化の障害となっていた。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、撮像装置を組み立ての自動化に対応可能とした構成とし、これにより低コストで、需要の増減に柔軟に対応可能なマクロ撮影可能な撮像装置を得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】
【００１０】
上記の課題は、以下のようにすることで解決される。
【００１１】
１）  被写体光を光電変換する撮像素子と、該撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を支持する鏡枠と、該鏡枠を内包する外枠部材と、を有し、前記外枠部材内に前記鏡枠を載置する際に、前記鏡枠の少なくとも一部が、前記外枠部材内に設けられた案内部により案内され、前記外枠部材内で前記鏡枠の仮位置が決められるよう構成したことを特徴とする撮像装置。
【００１２】
２）  前記鏡枠が、前記撮像光学系を構成する光学素子の一部で形成されている１）の撮像装置。
【００１３】
３）  被写体光を光電変換する撮像素子の実装されたプリント基板と、前記撮像素子の撮像領域に被写体光を導く撮像光学系と、該撮像光学系を支持する鏡枠と、該鏡枠を光軸方向に案内するガイド軸と、該鏡枠を内包する外枠部材と、該外枠部材に組み付けられる蓋部材と、を有する撮像装置の製造方法において、前記プリント基板上に前記外枠部材を載置固定する工程と、前記外枠部材内に前記鏡枠を載置する工程と、前記外枠部材に前記蓋部材を載置固定する工程の後、前記ガイド軸を組み付ける工程を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の、外枠部材内に鏡枠を載置する際に、鏡枠の少なくとも一部が、外枠部材内に設けられた案内部により案内され、外枠部材内で鏡枠の仮位置が決まる構成の撮像装置とすることにより、鏡枠のガイド軸が挿入される位置を正確に決めることができ、組み立ての自動化を可能とした撮像装置を得ることができる。
【００１５】
また、鏡枠を撮像光学系を構成する光学素子の一部で形成することにより、上記の効果に加え、部品点数の削減によるコストダウン、撮像光学系の一部とガイド筒の一体化により、撮像光学系の光軸とガイド筒の穴部の平行度を向上させることができ、撮像装置の撮像性能の個体ばらつきを減少させることが可能となる。
【００１６】
更に、外枠部材を載置固定する工程、外枠部材内に鏡枠を載置する工程、外枠部材に蓋部材を載置固定する工程の後に、ガイド軸を組み付ける工程を有するようにすることにより、ガイド軸を蓋部材に挿入するだけで速やかにガイド軸の組み立てができるようになり、従来の問題であった片持ちされたガイド軸に合わせてガイド筒及び蓋部材を組み込む方法に比べ、組み立て時の繊細さを不要とでき、自動組み立て化の容易なマクロ撮影可能な撮像装置の製造方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。
【００１９】
同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置Ｓは、上筐体７１内の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、上筐体７１の外表面側から被写体光を取り込めるよう配置されている。
【００２０】
なお、この撮像装置Ｓの位置は上筐体７１内の表示画面Ｄの上方に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではない。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置１００の斜視図である。この撮像装置１００が図１に示す撮像装置Ｓの位置に内蔵される。
【００２２】
同図に示すように撮像装置１００は、撮像素子の実装されたプリント基板１１と、ベース部材１５、外枠部材１２、この外枠部材１２の上面に組み込まれ、被写体光が入射するための開口部１３を有する蓋部材１４で構成されている。また、撮像装置１００を携帯端末の他の基板に接続のためのコネクト部１７、このプリント基板１１とコネクト部１７を接続するフレキシブルプリント基板ＦＰＣが接続されている。
【００２３】
以下、撮像装置１００の内部について説明する。なお、以下の図においては、説明の重複を避けるため、同部材には同符号を付与して説明する。
【００２４】
図３は、本発明に係る撮像装置１００の撮像光学系部の断面図である。同図は、撮像装置１００を図２に示すＦ−Ｆ線で切断した断面を示したものである。
【００２５】
同図において、Ｏは光軸、１は第１レンズ、２は第２レンズ、３は第３レンズ、７は台座であり、この台座７は赤外光を遮断する材料で成形、或いは透光性の材料で成形し被写体光透過面に赤外カットコートを施したものである。８は撮像素子、２１は鏡枠、２２はガイド軸である。
【００２６】
同図に示すように、鏡枠２１は、予めユニット化された第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、及び各レンズに配置された絞りで構成される撮像光学系５０を、その内側で保持している。更に、鏡枠２１は、外枠部材１２と蓋部材１４に保持されたガイド軸２２と嵌合するガイド筒２１ｇ及び図示しない別のガイド軸と係合するＵ字状の係合部が一体で形成されている。これにより、撮像光学系５０を保持した鏡枠２１は、ガイド軸に沿って、光軸Ｏ方向に直進移動可能に構成されている。
【００２７】
ベース部材１５は全周囲を接着剤Ｂでプリント基板１１と接着固定されており、このベース部材１５に台座７は、全周を接着剤Ｂで接着され、撮像素子８のある空間を封止している。
【００２８】
外枠部材１２は、ベース部材１５に組み込まれた後、ベース部材に接着固定される。外枠部材１２の内周の一部には、鏡枠２１の外周の一部と嵌合するように、隙間を減少させて構成した案内部１２ｄ、１２ｆが設けられている。
【００２９】
図４は、撮像装置１００の内部を光軸方向から見た図である。同図は、図２に示す撮像装置１００の蓋部材１４を取り去った状態のものである。
【００３０】
同図に示すように、鏡枠２１は一方のガイド軸２２と嵌合するガイド筒２１ｇ及び他方のガイド軸２３と係合するＵ字状の係合部２１ｕが一体で形成されている。また、このガイド筒２１ｇ近傍の外枠部材１２の内壁には隙間を減少させて構成した案内部１２ｄ及び１２ｈ、係合部２１ｕ近傍の外枠部材１２の内壁には隙間を減少させて構成した案内部１２ｆ、が設けられている。
【００３１】
これにより、外枠部材１２内に鏡枠２１を載置する際に、鏡枠２１の側面の一部が案内部１２ｄ、１２ｈ、１２ｆで案内され、外枠部材内の対応する位置に載置されることにより、外枠部材１２内での鏡枠２１の仮位置が決められることになる。この案内部１２ｄ及び１２ｈ、１２ｆは、図３に示したように、外枠部材１２の撮像素子８側で隙間が小さく、被写体側で隙間が大きくなるように形成されている。このようにすることで、外枠部材１２内に組み込みやすく、鏡枠２１が内側に沈み込むに従い、所定の位置に案内されて鏡枠２１が仮位置に位置決めされることになる。
【００３２】
３１は鏡枠２１を光軸方向に移動させるアクチュエータである。アクチュエータ３１は、鏡枠２１に形成された鍔部２１ｔと係合する係合部３２を光軸方向に駆動することにより、鏡枠２１即ち撮像光学系５０を光軸方向に移動させるようになっており、これにより、撮像光学系５０を過焦点位置やマクロ撮影位置に設定する。このアクチュエータ３１としては、ステッピングモータ、ＤＣモータ、圧電素子等が適用される。
【００３３】
図５は、撮像装置１００のガイド軸２２周辺の断面図である。同図は、撮像装置１００を図２に示すＧ−Ｇ線で切断した断面を示したものである。
【００３４】
同図に示すように、ガイド軸２２と嵌合するガイド筒２１ｇには鍔部２１ｔが形成されており、この鍔部２１ｔは、アクチュエータ３１により光軸方向に駆動される係合部３２と係合している。係合部３２は、剛体で形成された３２ａと３２ｃ及びバネ性を持った板材で形成された３２ｂを有し、鍔部２１ｔは、剛体で形成された３２ａとバネ性を持つ板材３２ｂにより挟持されている。これは、鏡枠２１が撮像素子側の部材に突き当たっても、アクチュエータ３１がロックせず、バネ性を持つ板材３２ｂが曲がることによりオーバーストロークの吸収を行うためである。
【００３５】
図６は、本発明に係る撮像装置１００の組み込み順序を示す図である。以下、組み立て工程に従い説明する。なお、組み立て後は、図３の状態となるものである。
【００３６】
（１）撮像素子８の実装されたプリント基板１１上に、ベース部材１５を載置し接着固定する。詳しくは、プリント基板１１上に実装された撮像素子８の位置を、治具上に備えられたＴＶカメラで確認し、撮像素子８に対する位置が所定の位置となるように載置され、全外周部を例えば紫外線硬化型の接着剤を用いてプリント基板１１に接着固定する。
【００３７】
（２）台座７をベース部材１５の上方から挿入載置し、台座７のフランジ部７ｆ全周を接着する。これにより、プリント基板１１上の撮像素子８の空間が封止され、塵、湿気等の侵入を防止することができる。
【００３８】
（３）外枠部材１２をベース部材１５に載置し、接着固定する。
【００３９】
（４）予め、ユニット化された撮像光学系５０を支持した鏡枠２１を外枠部材１２内に載置する。この時、図３及び図４で説明したように、鏡枠２１は外枠部材１２内の所定の仮位置に位置決めされる。
【００４０】
（５）蓋部材１４を外枠部材１２上に載置し、接着固定する。
【００４１】
（６）ガイド軸２２及びガイド軸２３（図４参照）を組み込む。ガイド軸２２は蓋部材１４の皿モミ部１４ａ及び鏡枠２１のガイド筒２１ｇの皿モミ部２１ａで先端部２２ｓが案内されながら、蓋部材１４及びガイド筒２１ｇを貫通し、ガイド軸２２の先細の先端部２２ｓが外枠部材１２に形成された穴１２ｈに挿入され、この後、蓋部材１４の皿モミ部１４ａでガイド軸２２を接着し固定する。同様にガイド軸２３も、蓋部材１４を貫通し、Ｕ字状の係合部２１ｕ（図４参照）を経て外枠部材１２に形成された穴に挿入され、この後、蓋部材１４の皿モミ部でガイド軸２３を接着し固定する。
【００４２】
これにより、鏡枠２１は外枠部材１２の正規位置に位置決めされ、ガイド軸２２に沿った光軸方向への移動が可能となる。
【００４３】
（７）アクチュエータ３１及び係合部３２を組み込む。
【００４４】
以上説明したように、外枠部材１２内に鏡枠２１を載置すると、鏡枠２１の少なくとも一部が、外枠部材１２内に設けられた案内部により案内され、外枠部材１２内での鏡枠２１の仮位置が決まるよう構成することにより、外枠部材１２内に鏡枠２１、蓋部材１４を載置した後、ガイド軸を蓋部材１４に形成された穴に挿入するだけで、鏡枠２１が正規位置に位置決めされると共に、速やかにガイド軸の組み立てができるようになり、従来の問題であった片持ちされたガイド軸に合わせてガイド筒及び蓋部材を組み込む方法に比べ、組み立て時の繊細さを不要とでき、自動組み立て化の容易なマクロ撮影可能な撮像装置及びその製造方法を得ることができる。
【００４５】
なお、撮像装置の外側面をベース部材と外枠部材に分離して説明したが、ベース部材と外枠部材を一体として、これをプリント基板上に載置固定してもよいのは勿論である。
【００４６】
また、外枠部材の内壁面に案内部を形成したもので説明したがこれに限るものでなく、外枠部材内部に案内部が独立して形成されたものも本発明を逸脱するものではないのは勿論である。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る撮像装置１５０の撮像光学系部の断面図である。同図に示す撮像装置１５０は、図２に示す撮像装置と外観は同じであり、同様にＦ−Ｆ線で切断した断面を示したものである。同図に示す撮像装置１５０は、撮像光学系を支持する鏡枠が撮像光学系を構成する第３レンズ３の一部で形成されているものである。説明の重複を避けるため、同部材には同符号を付与して説明する。
【００４８】
同図において、撮像装置１５０は第３レンズ３と一体でガイド軸２２に嵌合するガイド筒３ｇが一体で形成されると共に、この第３レンズ３に、第２レンズ２、第１レンズ１及び各レンズに配置された絞りが組み込まれ、ユニット化された撮像光学系５０として構成されている。
【００４９】
また、第３レンズ３は、光軸方向から見た平面形が、図４に示す鏡枠２１と同様に、ガイド軸２３に係合するＵ字状の係合部も一体で形成された形状となっている。これにより、第３レンズ３即ち撮像光学系５０を、外枠部材１２内に載置したとき第３レンズ３は外枠部材１２内の所定の位置に位置決めされることになり、図６で説明した組み込み順序と同じ手順で組み立てを行うことができる。その他については、図３に示す撮像光学系１００の構成と同様である。
【００５０】
このようにすることでも、上述の自動組み立て化の容易なマクロ撮影可能な撮像装置が得られることに加え、部品点数の削減によるコストダウン、撮像光学系の一部とガイド筒の一体化により介在部品を廃し、撮像光学系の光軸とガイド筒の穴部の平行度を向上させることができ撮像装置で得られる画像の個体ばらつきを減少させることが可能となる。
【００５１】
なお、上記の撮像装置１００、１５０において、駆動系のがたつきを片寄せするために、付勢部材として圧縮コイルバネをガイド筒２１ｇ又は３ｇと蓋部材１４の間に配置してもよい。また、赤外光カットのために、赤外光を遮断する材料で成形、或いは透光性の材料で成形し被写体光透過面に赤外カットコートを施した台座で説明したが、これに限るものでなく、ベース部材に赤外光カットフィルタを接着固定してもよいのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。
【図２】第１の実施の形態に係る撮像装置１００の斜視図である。
【図３】本発明に係る撮像装置１００の撮像光学系部の断面図である。
【図４】撮像装置１００の内部を光軸方向から見た図である。
【図５】撮像装置１００のガイド軸２２周辺の断面図である。
【図６】本発明に係る撮像装置１００の組み込み順序を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る撮像装置１５０の撮像光学系部の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  第１レンズ
２  第２レンズ
３  第３レンズ
７  台座
８  撮像素子
１１  プリント基板
１２  外枠部材
１４  蓋部材
１５  ベース部材
１７  コネクト基板
２１  鏡枠
２２  ガイド軸
２３  ガイド軸
３１  アクチュエータ
３２  係合部
５０  撮像光学系
ＦＰＣ  フレキシブルプリント基板
【図１】
2005141052.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005141052.tif 000007
【図６】
2005141052.tif 000008
【図７】
2005141052.tif 000009