(57)【要約】【課題】小型化・省スペース化を実現すると共に、レンズ枠体の移動動作が安定した固体撮像装置を提供する。【解決手段】第１の枠体１と第２の枠体３の嵌合部３ａとが対向する各々の面には、光軸方向と平行な方向に延びる溝部１ａ及び溝部３ｂが設けられ、互いに対向するよう配置されている。当該対向する溝部１ａ、３ｂの間に複数個の球状体８を配置した構成である。第１の枠体１の側面部に凹部１ｅが設けられており、該凹部１ｅには、板状のストッパー１０が挿入配置された構成である。前記凹部１ｅは光軸方向に延びる長孔形状をしており、該長孔の上端から下端までが第１の枠体１の移動範囲となり、前記ストッパー１０が前記長孔の上端、下端に接触することで移動範囲を規制するものである。前記第１の枠体２が光軸方向に移動するとき、前記球状体８が溝部内を転がることでその移動を可能とし、前記凹部１ｅとストッパーで移動範囲、移動量が規制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
光学レンズと、
当該光学レンズを内挿保持する第１の枠体と、
前記光学レンズを介して入射する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力する光電変換素子と、
当該光電変換素子を覆うように配設され、前記第１の枠体を移動可能に嵌合配置するための嵌合部を有する第２の枠体と、を備えて成り、
前記第１の枠体と前記第２の枠体の嵌合部とが対向する各々の面の一部には、光軸方向と平行な方向に延びる溝部が対向して設けらけられており、当該対向する溝部間に球状体を配置し、当該球状体が前記溝部内を回転移動することで前記第１の枠体を光軸方向へ移動可能に配設したことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１の枠体と前記嵌合部の各々に対向して設けられる一対の溝部が、少なくとも２ヶ所に設けられており、前記第１の枠体と前記嵌合部を光軸方向から見たとき、光軸中心に対して直交する方向に対向する位置関係となるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１の枠体に設けられる溝部は前記第１の枠体の外周面に設けられており、前記嵌合部に設けられる溝部は前記嵌合部の内周面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の枠体に設けられる溝部は前記第１の枠体の内周面に設けられており、前記嵌合部に設けられる溝部は前記嵌合部の外周面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記溝部がＶ溝形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の枠体と前記嵌合部の対向部間には、前記球状体をガイド保持するための球状体ガイド部材が配設されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記球状体ガイド部材は、筒状に形成され且つ前記第１の枠体及び前記嵌合部に設けられた溝部に対応する位置にスリット部を有しており、当該スリット部内に前記球状体が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置を組み込んだ携帯電話やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の携帯情報端末が提供されている。
前記固体撮像装置は、光学レンズ、当該光学レンズを保持する枠体、前記光学レンズを介して入射する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力する光電変換素子などから構成されるものである。とりわけ携帯性が重視される携帯情報端末においては、小型化製品の開発が進められており、これに伴って、固体撮像装置に対する小型化の要求が高まっているのが現状である。
【０００３】
さらに、固体撮像装置においては、高画質化の傾向と共に、オートフォーカス、ズーム、マクロ等の機能を実現するためのレンズ駆動機構を付加した製品の開発が進められ、製品化されてきている。このようなレンズ駆動機構を有する固体撮像装置についても、携帯情報端末に利用される上では、より小型であることが当然のごとく望まれるものである。
【０００４】
図７は、従来のレンズ駆動機構を有する固体撮像装置の概略図である。
図８は、従来の固体撮像装置のレンズ枠体を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。
【０００５】
１５は筒状のレンズ枠体で、少なくとも１枚のレンズ１６（図２においては、３枚構成として例示している）が内部に収納保持されている。前記レンズ１６のレンズ枠体１５への具体的保持形態については省略している。１７は光電変換素子で、受光面の中心位置が光軸１８と一致するよう配置されている。該構成により前記レンズ１６を介して入射する光学像を前記光電変換素子１７に取り込むものである。尚、図示してないが、前記光電変換素子１７を覆い、前記レンズ枠体１５と接合される枠体が配設されて固体撮像装置が構成される。
【０００６】
前記レンズ枠体１５にはその外周部にガイド部１９が一体に設けられており、当該ガイド部１９には、前記光軸１８と平行な方向にガイド孔１９ａが設けられている。前記ガイド部１９は２ヶ所に設けられた構成で、前記レンズ枠１５の外周部でそれぞれが対向する位置関係となっている。２０はシャフトで前記ガイド部１９のガイド孔１９ａに挿入配置され、前記レンズ枠１５を保持している。
【０００７】
２１はモーター、２２はモーター軸に接続固定された偏心カム、２３は前記レンズ枠体１５に設けられたカムフォロアである。例えば、フォーカシング等を行うためのレンズ枠体１５の駆動は、モーター２１が偏心カム２２を回転運動させ、カムフォロア２３が前記偏心カム２２の回転運動を光軸方向の直線運動に変換させて行う。この時のガイド方法は、レンズ枠体１５のガイド部１９とシャフト２０によるガイド機構で行うものであった。また、前記機構により、レンズ枠体１５の光軸方向の傾き規制やレンズ枠体１５の回転規制などの機能を果している。
【０００８】
例えば、シャフトを用いたレンズ駆動機構、装置については、特許文献１や特許文献２により開示されている。
【特許文献１】特開平７−３２５２４２号公報
【特許文献２】特開２００５−２５００７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記従来の固体撮像装置は、そのレンズ駆動機構にシャフトを用いた構成としていたため、レンズ枠体の外周部位に前記シャフトのガイド部を設ける必要があった。このため、固体撮像装置の大型化を招く結果となっており、小型化・省スペース化が課題となっていた。
【００１０】
シャフト径を小さくして小型化を図る策も考えられるが、これには限界があり、実際に加工ができるだけのシャフト径面積を確保する必要がある。また、シャフト径を小さくし過ぎると、レンズ枠体の保持強度低下等の問題が生じてしまう。
【００１１】
また、レンズ枠体側にはシャフトを挿入配置するためのガイド部が必要となり、その分肉厚の領域ができてしまう。前記ガイド部は、前記レンズ枠体を安定保持するのためある程度の厚みを必要とするので、小型化の妨げとなるものであった。
【００１２】
図９は従来のレンズ枠体の他の例を示す上面図である。小型化・省スペース化を図るため、レンズ枠体１５の外周部位に設けられるガイド部１９の位置を変更した例である。当該構成を図８（ａ）に示すレンズ枠体１５と比較すると、矩形で囲む平面領域が大きいのは図８（ａ）の構成のレンズ枠体１５である。よって、図９に示すレンズ枠体１５の方が平面領域としては小さくなる。図９の構成のレンズ枠体１５は、シャフト２０及びガイド部１９の互いの位置関係を近くすることによって小型化・省スペース化を図ったものである。しかしながら、当該構成では、レンズ枠体１５に設けられるガイド部１９が、図９において、前記レンズ枠体１９の中心を通る線Ａを境に分割したとき、その一方側に形成されるので、光軸方向に対する傾きを生じさせることとなる。さらに、レンズ枠体１５の移動時のバランスを悪くし、移動動作に不具合を生じさせてしまう可能性がある。
【００１３】
本発明の目的は、上記問題点に鑑みなされたもので、小型化・省スペース化を実現すると共に、レンズ枠体の移動動作が安定した固体撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
少なくとも、光学レンズと、当該光学レンズを内挿保持する第１の枠体と、前記光学レンズを介して入射する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力する光電変換素子と、
当該光電変換素子を覆うように配設され、前記第１の枠体を移動可能に嵌合配置するための嵌合部を有する第２の枠体と、を備えて成り、
前記第１の枠体と前記第２の枠体の嵌合部とが対向する各々の面の一部には、光軸方向と平行な方向に延びる溝部が対向して設けらけられており、当該対向する溝部間に球状体を配置し、当該球状体が前記溝部内を回転移動することで前記第１の枠体を光軸方向へ移動可能に配設した固体撮像装置とする。
【００１５】
前記第１の枠体と前記嵌合部の各々に対向して設けられる一対の溝部が、少なくとも２ヶ所に設けられており、前記第１の枠体と前記嵌合部を光軸方向から見たとき、光軸中心に対して直交する方向に対向する位置関係となるように設けられている固体撮像装置とする。
【００１６】
前記第１の枠体に設けられる溝部は前記第１の枠体の外周面に設けられており、前記嵌合部に設けられる溝部は前記嵌合部の内周面に設けられている固体撮像像装置とする。
【００１７】
前記第１の枠体に設けられる溝部は前記第１の枠体の内周面に設けられており、前記嵌合部に設けられる溝部は前記嵌合部の外周面に設けられている固体撮像装置とする。
【００１８】
前記溝部がＶ溝形状である固体撮像装置とする。
【００１９】
前記第１の枠体と前記嵌合部の対向部間には、前記球状体をガイド保持するための球状体ガイド部材が配設されている固体撮像装置とする。
【００２０】
前記球状体ガイド部材は、筒状に形成され且つ前記第１の枠体及び前記嵌合部に設けられた溝部に対応する位置にスリット部を有しており、当該スリット部内に前記球状体が配置されている固体撮像装置とする。
【発明の効果】
【００２１】
光学レンズを内挿保持する第１の枠体と、当該第１の枠体が嵌合配置される第２の枠体の嵌合部の対向する各々の面の一部に、光軸方向と平行な方向に延びる溝部を対向して設け、当該対向する溝部間に球状体を配置し、当該球状体を介して前記第１の枠体を光軸方向へ移動可能に配設したので、シャフトを用いる場合に必要となる肉厚なガイド部が不要となり小型化・省スペース化が図れる。
【００２２】
前記第１の枠体と前記嵌合部の各々に対向して設けられる一対の溝部を、少なくとも２ヶ所に設け、前記第１の枠体と前記第２の枠体の嵌合部を光軸方向から見たとき、光軸に対して直交する方向に対向する位置関係となるように設けたので、前記第１の枠体の保持が安定すると共に、その移動動作が安定する。
【００２３】
前記溝部をＶ溝形状としたので、前記球状体外周を前記Ｖ溝形状の斜面部で接触させ、挟み込む形態となるので、前記第１の枠体と前記第２の枠体の位置決めが正確になされ、位置精度が向上する。
【００２４】
前記第１の枠体と前記嵌合部の対向部間には、前記球状体をガイド保持するための球状体ガイド部材を配設したので球状体の落下防止となる。
【００２５】
前記球状体ガイド部材は、筒状に形成され且つ前記第１の枠体及び前記嵌合部に設けられた溝部に対応する形状のスリット部を側面に有しており、当該スリット部に前記球状体を配置する構成としたので、より簡易な構成で球状体の落下防止構造が得られる。また、前記球状体の組み込み作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の第１実施形態を示す固体撮像装置の断面図である。１は円筒状に形成された第１の枠体で、内部にレンズ２を内挿保持している。本実施形態においては、内挿保持されるレンズ２を３枚構成で例示する。また、前記レンズ２の具体的保持形態については省略している。
【００２８】
３は第２の枠体で、嵌合部３ａを有するものである。該嵌合部３ａは前記第１の枠体１が嵌合配置される部位であり、第１の枠体１の外周形状に対応した形状で形成されている。尚、前記第２の枠体３の外周部形状は、図示したように、角型であっても良くその形状は特に限定されるものではない。
【００２９】
４は基板で、配線基板４ａ上にフリップチップ実装した光電変換素子５を保持している。前記基板４には配線パターン（不図示）が施されており、該配線基板４ａの配線と電気的に接続されている。また、前記光電変換素子５の上方には基台４ｂを介して透光性基板４ｃ（例えば、ＩＲカットフィルター）が配置されている。
【００３０】
前記基板４上には、前記第２の枠体３が前記光電変換素子５を覆うようにして搭載配置されており、前記第２の枠体３の嵌合部３ａに嵌合配置される第１の枠体１と、第２の枠体３、光電変換素子５の各々が、光軸７を中心位置とする配置関係で正確に位置決めされ固定されている。
【００３１】
前記第１の枠体１と前記第２の枠体３の嵌合部３ａの対向面には、光軸７の方向と平行な方向に延びる溝部１ａ及び溝部３ｂが設けられ、互いに対向するよう配置されている。前記溝部１ａ、３ｂの間には、球状体８が介在配置されており、該球状体８が前記溝部１ａ、３ｂ内を回転移動することで前記第１の枠体１を前記第２の枠体３に対して光軸方向へ移動可能な構成としている。
【００３２】
前記球状体８の配置構成について、図２〜図４を用いて説明する。図２は図１の固体撮像装置の上面図、図３は図２のＢ部拡大図、図４は球状体ガイド部材を示す斜視図である。前記第１の枠体１と前記第２の枠体３の嵌合部３ａとが対向する各々の面には、光軸方向と平行な方向に延びる溝部１ａ及び溝部３ｂが設けられ、互いに対向するよう配置されている。当該対向する溝部１ａ、３ｂの間に複数個の球状体８を配置した構成である。前記第１の枠体１を光軸方向に移動させるとき、前記球状体８が、溝部１ａ、３ｂ内を転がることで移動動作するものである。該構成によれば、従来のシャフトを用いる構成の場合に必要となる肉厚なガイド部は不要となるので、固体撮像装置の小型化が図れる。
【００３３】
また、本実施形態において、前記対向する一対の溝部１ａ、３ｂは４ヶ所に設けられた構成としたが、少なくとも２ヶ所に設けられていれば良く、その場合、図２に示す光軸７に対して直交する方向に、互いに対向する位置関係となるように設けられていれば良い。
また、前記対向する一対の溝部１ａ、３ｂを奇数ヶ所（例えば３ヶ所）に設ける場合は、前記光軸７を中心とする円周上（図２においては、例えば、第１の枠体１の外周）位置に等間隔に配置すれば良い。
前記構成により前記第１の枠体１の保持が安定すると共に、光軸方向への移動動作が安定する。
【００３４】
また、前記溝部１ａ、３ｂはＶ溝形状としている。該構成によれば、図３に示すごとく球状体８の外周を前記溝部１ａの斜面１ｃ、１ｄと、前記溝部３ｂの斜面３ｃ、３ｄで接触保持する形態となるので、前記第１の枠体１と前記第２の枠体３の位置精度が向上する。また、前記第１の枠体１の光軸７を軸とする回転方向への回転を規制できる。
【００３５】
９は球状体ガイド部材で、前記第１の枠体１と前記嵌合部３ａの対向部間に配設されており、球状体８の落下を防止している。
【００３６】
前記球状体ガイド部材９は、図４に示すごとく、筒状に形成されており、側面部の前記第１の枠体１及び前記嵌合部３ａに設けられた溝部１ａ、３ｂに対応する位置にスリット部９ａが設けられている。該スリット部９ａ内に前記球状体８が配置された構成となっている。
【００３７】
前記球状体ガイド部材９は他の部材とは固定されない構成であるため、図１に示すごとく第１の枠体１の端部周縁に凸状部１ｂを設けることにより、該凸状部１ｂがストッパーとなり前記球状体ガイド部材９の位置規制がなされるものである。尚、前記球状ガイド部材９を前記第１の枠体１等に固定する場合は、前記凸状部１ｂを設ける必要はない。
【００３８】
該球状体ガイド部材９を配設する構成によれば、簡易な構成で前記球状体８の落下防止構造を得ることができる。
【００３９】
以下、第１の枠体１の移動動作について説明する。本実施形態においては、第１の枠体１の側面部に凹部１ｅを設けている。該凹部１ｅには、板状のストッパー１０が挿入配置された構成である。前記凹部１ｅは光軸方向に延びる長孔形状をしており、該長孔の上端から下端までが第１の枠体１の移動範囲となり、前記ストッパー１０が前記長孔の上端、下端に接触することで移動範囲を規制するものである。前記第１の枠体１が光軸方向に移動するとき、前記球状体８が前記溝部１ａ、３ｂ内を転がることでその移動を可能とし、前記凹部１ｅとストッパー１０で移動範囲、移動量が規制される構成である。
【００４０】
尚、駆動手段については図示していないが、従来技術において説明したように、モーター、偏心カム、カムフォロアによって構成すれば良い。また、他の構成による駆動手段を採用することも、もちろん可能であり、本発明は、何らかの駆動手段に限定されるものではない。
【００４１】
以下、球状体８の組み込み作業について説明する。図５は球状体の組み込み作業を説明する図で、第１の枠体と第２の枠体の断面図である。
（１）球状体ガイド部材９のスリット部９ａを第１の枠体の溝部１ａに対応させてセットし、前記球状体ガイド部材９と第１の枠体１を第２の枠体３にセットする。
このとき、第１の枠体１の溝部１ａと第２の枠体３の溝部３ｂを対向させて配置する。
さらに、球状体８を組み込むため、前記第１の枠体１を前記第２の枠体３に完全に押し込まず、前記スリット部９ａ及び溝部１ａを露出した状態にしておく。
（２）前記スリット部９ａ及び溝部１ａが露出した部分から球状体８を挿入し、必要数の球状体すべての挿入が終了したところで、前記第１の枠体１を前記第２の枠体３に押し込みセットが完了する。
【００４２】
前記説明したように、球状体８の組み込み時に、前記スリット部９ａが球状体８のガイドとなることで、組み込み作業が容易になる。また、スリット部９ａ内に配置される球状体８はスリット部９ａの内周面で位置規制され、球状体８の落下防止となるものである。
【００４３】
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の他の実施形態の固体撮像装置を示す断面図である。前述の実施形態と同一部材については同一の符号を用い、重複する部分についてはその説明を省略する。
【００４４】
１１は円筒状に形成された第１の枠体で、レンズ保持部１１ａによりレンズ２を内挿保持している。１２は第２の枠体で、嵌合部１２ａを有するものである。該嵌合部１２ａは前記第１の枠体１１が嵌合配置される部位であり、第１の枠体１１の外周形状に対応した形状で形成されている。
【００４５】
前記第１の枠体１１と前記第２の枠体１２の嵌合部１２ａの対向面には、球状体８が介在配置されており、該球状体８を介して前記第１の枠体１１を前記第２の枠体１２に対して光軸方向へ移動可能な構成としている。１３は球状体８をガイド保持するための球状体ガイド部材で、第１実施形態に示す構成と同一である。
【００４６】
前記第１の枠体１１に設けられる溝部１１ｂは前記第１の枠体１１の内周面に設けられており、前記嵌合部１２ａに設けられる溝部１２ｂは前記嵌合部１２ａの外周面に設けらた構成である。
【００４７】
１１ｃは第１の枠体１１の端部周縁に設けられた凸状部で、１４はストッパー部である。該ストッパー部１４はカギ状に形成されたもので、前記凸状部１１ｃと噛み合うようにして配置され、前記第１の枠体１１の移動範囲、移動量を規制するものである。
【００４８】
さらに、前記構成とした場合には、球状体８を配置する位置が嵌合部１２ａの外方位置となるので、球状体８と溝部１１ｂ、１２ｂの接触摩耗によりゴミが発生したとしても、前記第２の枠体１２内には入り込まない構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態を示す固体撮像装置の断面図。
【図２】図１の固体撮像装置の上面図。
【図３】図２のＢ部拡大図。
【図４】球状体ガイド部材を示す斜視図。
【図５】球状体の組み込み作業を説明する第１の枠体と第２の枠体の断面図。
【図６】本発明の他の実施形態を示す固体撮像装置の断面図。
【図７】従来のレンズ駆動機構を有する固体撮像装置の概略図。
【図８】従来の固体撮像装置のレンズ枠体を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図。
【図９】従来のレンズ枠体の他の例を示す上面図。
【符号の説明】
【００５０】
１    第１の枠体
１ａ  溝部
１ｂ  凸状部
１ｃ  斜面
１ｄ  斜面
１ｅ  凹部
２    レンズ
３    第２の枠体
３ａ  嵌合部
３ｂ  溝部
３ｃ  斜面
３ｄ  斜面
４    基板
４ａ  配線基板
４ｂ  基台
４ｃ  透光性部材
５    光電変換素子
７    光軸
８    球状体
９    球状体ガイド部材
９ａ  スリット部
１０    ストッパー部
１１    第１の枠体
１１ａ  レンズ保持部材
１１ｂ  溝部
１１ｃ  凸状部
１２    第２の枠体
１２ａ  嵌合部
１２ｂ  溝部
１３    球状体ガイド部材
１４    ストッパー部
１５    レンズ枠体
１６    レンズ
１７    光電変換素子
１８    光軸
１９    ガイド部
１９ａ  ガイド孔
２０    シャフト
２１    モーター
２２    偏心カム
２３    カムフォロア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007271889.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007271889.tif 000008
【図７】
2007271889.tif 000009
【図８】
2007271889.tif 000010
【図９】
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